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【毕业设计】超声波测距论文含原理图、程序 【毕业设计】超声波测距论文含原理图、程序

格式:word 上传:2025-08-10 23:15:22
起来的,测距模块是利用超声波传感器,之后选择合适单片机芯片,以下就是从相关方面来论述的。设计方案论证测距传感器激光测距传感器激光传感器利用激光的方向性强和传光性好的特点,它工作时先由激光传感器对准障碍物发射激光脉冲,经障碍物反射后向各个方向散射,部分散射光返回到接受传感器,能接受其微弱的光信号,从而记录并处理光脉冲发射到返回所经历的时间即可测定距离,即用往返时间的半乘以光速就能得到距离。其优点是测量的距离远速度快测量精确度高量程范围大,缺点是对人体存在安全问题,而且制作的难度大成本也比较高。红外线测距传感器红外线测距传感器利用的就是红外线信号在遇到障碍物其距离的不同则其反射的强度也不同,根据这个特点从而对障碍物的距离的远近进行测量的。其优点是成本低廉,使用安全,制作简单,缺点就是测量精度低,方向性也差,测量距离近。超声波传感器超声波是种超出人类听觉极限的声波即其振动频率高于的机械波。超声波传感器在工作的时候就是将电压和超声波之间的互相转换,当超声波传感器发射超声波时,发射超声波的探头将电压转化的超声波发射出去,当接收超声波时,超声波接收探头将超声波转化的电压回送到单片机控制芯片。超声波具有振动频率高波长短绕射现象小而且方向性好还能够为反射线定向传播等优点,而且超声波传感器的能量消耗缓慢有利于测距。在中长距离测量时,超声波传感器的精度和方向性都要大大优于红外线传感器,但价格也稍贵。从安全性,成本方向性等方面综合考虑,超声波传感器更适合设计要求。根据对以上三种传感器性能的比较,虽然能明显看出来激光传感器是比较理想的选择,但是它的价格却比较高,而且安全度不够高。而且汽车在行驶的过程中超声波传感器测距时应具有较强的抗干扰能力和较短的响应时间,因此选用超声波传感器作为此设计方案的传感器探头。系统方案此方案选择单片机作为控制核心,所测得的距离数值由位共阳极数码管显示,与障碍物之间的不同距离利用蜂鸣器频率的不同报警声提示,超声波发射信号由单片机的口送出到超声波发射电路,将超声波发送出去,超声波接收电路由芯片和超声波接收探头组成的电路构成,报警系统由蜂鸣器电路构成。本设计中将收发超声波的探头分离这样不会使收发信号混叠,从而能避免干扰,可以很好的提高系统的可靠性。本设计的汽车防撞装置的系统框图如图所示。图汽车防撞装置的系统框图本设计由编程软件对单片机进行编程,单片机在执行程序后由端口产生的脉冲信号通过电路进行放大并送到到超声波发射探头,产生超声波。在超声波发射电路启动的同时单片机启动中断定时器,利用其计数的功能记录超声波发射超声波到接收到超声波回波的时间。当接收回射的超声波时,接收电路的输出端产生负跳变输出到单片机产生中断申请,执行外部中断子程序计算距离。结合各方面的因素考虑,依据设计的要求,查阅相关数据资料,选择了超声波测超声波接受器检波电路单片机超声波发射器放大电路放大电路报警系统显示模块距传感器其中表示超声波发射探头,表示超声波接收探头,综合考虑设计的要求出于简便角度,选用了超声波集成模块。此超声波模块的最大探测距离为,精度可以达到,盲区为,而且发射扩散角不大于,更有利于测距的准确性。而且,此模块的工作频率范围为左右,完全能在工作频率工作。由于超声波的发射和接收是分开发送和接收的,所以发射探头和接收探头必须在同条水平行直线上,这样才能准确地接收反射的回波。而由于测量的距离不同和发射扩散角所引起的误差以及超声波信号在空气中传播的过程中的超声波衰减问题,发射探头和接收探头距离不可以太远,而且还要避免发射探头对接收探头在接收信号时产生的干扰,所以二者又不能靠得太近。根据对相关资料查阅,将两探头之间的距离定在最为合适。本设计所用的模块的超声波探头之间的距离大约在左右。硬件电路设计本设计的汽车防撞装置由单片机超声波发射探头超声波接收探头位共阳极数码管蜂鸣器组成。汽车防撞系统的测距是利用超声波测距的原理,在单片机内部程序的控制下,由超声波发射探头发射超声波,在超声波遇到障碍物时反射到超声波接收探头,由此回应到单片机,由单片机进行中断处理和数据的处理,计算出距离,由数码管显示距离,并由蜂鸣器报警提示。本设计的硬件电路分为五部分单片机最小系统超声波发射和接收电路蜂鸣器报警电路和数码管显示电路。单片机系统设计单片机的选择般在系统的设计当中,能否完成设计任务最重要的就在于系统的核心器件是否选择合适,而单片机更是是系统控制的核心,所以对单片机的选择更是异常重要。如果选择了个合适的单片机不仅可以最大地简化系统的操作,而且其功能可能是最好的,可靠性也比较高,对整个系统来说更方便。目前,市面上的单片机的种类繁多,并且他们在功能方面也是各自有各自的特点。在般的情况下来讲,在选择单片机时要需要考虑的几个方面有单片机最基本性能参数指标。例如执行条指令的速度程序存储器的容量,口的引脚数量等。单片机的些增强的功能。单片机的存储介质。例如对于程序存储器来说,最好选用的是的存储器。如果在设计中考虑到温度补偿这个模块,并添加到设计中去,那么整个系统将会更完善。整个设计利用的是超声波模块设计,电路简单,编程容易,完全能实现功能要求。汽车倒车雷达所涉及的学科的内容比较多,诸如传感器单片机等,现在各个学科还在不断的发展之中,相信也将推动这个系统功能的更加完善,并且应用将更为广泛。结束语本设计介绍的是基于单片机的汽车防撞装置的设计,文中给出了具体的系统的硬件和软件的设计思路方案。而超声波测距模块是设计中的关键模块,超声波驱动电路使用的是放大电路对信号放大转换发射超声波去进行测距,超声波回波经过芯片增益整形放大滤波最终输到单片机相应端口并执行中断程序。本设计中测距显示模块采用的是单片机动态扫描方式将测得距离通过位共阳极数码管显示出来的,并利用蜂鸣器报警电路对不同距离用不同的声音进行报警。设计的程序是利用编程软件来完成的,程序所用的语言是语言,程序内容包括方波信号的产生读取超声波传送回波的时间计算距离数码管显示蜂鸣器报警等模块。本设计所设计的汽车防撞装置的测距精度能达到的精度,而且测距盲区仅仅只有,能够很好的进行距离的测量,而且控制方便,在利用了超声波集成模块后的调试也很方便,测距的范围可以在之间,测距稳定,可以达到设计要求。设计的过程中,遇到的问题也是颇多。在开始查阅资料的时候,没能把握设计的核心内容,本设计要求所要设计的汽车防撞装置设计本质就是种测距报警仪,在把握住设计的核心内容后着手设计。在设计的过程中,关于显示部分也斟酌许久,动态扫描显示和静态显示的选择不定,之后通过指导老师的解答和查阅相关资料,最终确定了动态扫描的方式来显示。还有个最关键的问题就是关于超声波探头模块的选择,之前设计的是超声波发射电路和接收电路是分开各自的,但在装配完调试发现调试难度有点大,后来在老师的指导下,改用了超声波集成模块,集成模块把超声波发射和接收电路集成在起,而且能大大减少相互之间的干扰,在装配完很容易就调试出来了。在程序方面,关于蜂鸣器不同频率的鸣叫程序,还有个程序方面的问题就是关于超声波来回时间差的问题,不过两个问题都在老师的指导下顺利完成了。本设计在测距方面能基本满足倒车要求的测距,但其精度还不是很高。而且,本设计在测距时没将温度变化对测距影响,如果将温度补偿模块加入到设计中,系统将更加完善。本系统在测距移动的过程,稳定性不高,移动的速度过快误差也比较大。但本系统做为汽车倒车雷达还是有广阔的应用前景的。致谢毕业设计是对所学的知识运用能力进行的次全面性的考察,也是提高基本能力的种训练,培养能将所学知识综合运用的能力和能够地对问题进行分析和解决的能力,为以后工作打下夯实的基础。首先要感谢在本次设计中给与我大力帮助和指导的指导老师张重雄教授,在整个做毕业设计的各个阶段,不管是查阅相关资料还是设计系统的方案的修改和确定以及中期检查和详细的设计思路,以及最后实物的装配等的整个过程中张教授都给了我悉心的指导。对于我的每个问题,教授总是耐心地解答,使我能够顺利地完成毕业设计。除了敬佩张老师的专业水平外,他严谨负责的工作态度也是非常值得学习的,并且对今后的学习和工作都将产生影。其次感谢辅导老师井老师,他对外文翻译开题报告论文等每次都不厌其烦的帮忙检查。尽管井老师工作很忙,但是晚上他可以待到点多帮忙检查辅导完毕才离开办公室。非常感谢井老师,对学生非常负责的态度令我钦佩。井老师的工作认真负责的态度也值得学习。本次毕业设计已至尾声。由于实际设计经验的匮乏,在许多地方难免有考虑不周全的,如果没有张教授和井老师的指导和督促,以及其他老师们和同学们的帮助和支持,没有他们的帮助,完成这个设计是有定的难度的。所以要感谢所有给我授过课的老师,无论是基础课老师还是专业课老师都表示深深谢意。对英语知识和专业英语的学习,掌握了外文阅读和外文翻译的能力,在外文翻译和查阅外文资料时候可以得心应手通过语言的学习,在编程的时候也不感觉到非常棘手计算机知识的学习,使我能够熟练使用多种最基本的计算机相关软件和专业软件的使用方法,包括基本的办公软件,还有些专业软件,如等。最后,再次感谢所有帮助过我的老师和同学。参考文献鞠永胜基于嵌入式系统汽车倒车雷达的设计与实现山东山东大学,张国熊测控电路北京机械工业出版社,阎石数字电子技术基础北京高等教育出版社,侯媛彬等凌阳单片机原理及其毕业设计精选科学出版社,李建忠单片机原理及应用西安西安电子科技大学出版社,霍孟友等单片机原理与应用北京机械工业出版社,刘洪恩汽车倒车防撞超声波雷达的设计仪表技术李朝青单片机原理及接口技术北京北京航空航天大学出版社,高海生,杨文焕单片机应用技术大全成都西南交通大学出版社,张友德,赵志英,涂时亮单片机微型机原理应用与实验上海复旦大学出版社,陆冬妹基于温度补偿的超声波倒车测距系统的设计齐齐哈尔大学学报刘典文等基于单片机设计的超声波测距仪中国新技术信产品梁小流,陈炳森,梁建和基于汽车防撞雷达系统设计机电工程技术附录发射部分整体电路图附录程序清单器件配置文件扫描数码管算出来是超出测量范围显示中断用来计数器溢出,超过测距范围中断溢出标志中断用来扫描数码管和计启动模块启动次模块设为方式,定时允许中
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