声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上标志。超声波检测接收电路接收电路图超声波接收处理电路采用集成电路。为红外接收专用集成电路，在此利用作为超声波传感器接收信号放大检波装置，亦取得良好效果。采用脚单列直插式塑料封装，内含前置放大限幅放大自动偏置通带滤波峰值检波积分比较及施密特整形输出等电路。总放大增益约为，以确保其脚输出控制脉冲序列信号幅值在正常范围内。只要接收到与其中心频率相符超声波信号时，温度数据采集模块温度由公司生产线式数字温度传感器采集。测温范围为，测温分辨率可达，被测温度用符号扩展位补码形式串行输出。只需根端口线就能与诸多通信，占用微处理器端口较少，可节省大量引线和逻辑电路。内部有个字节高速存储器用于存储温度值。其中前两个字节是测得温度数据，第字节内容是温度低八位，第字节是温度高八位，第和第字节是温度上限与温度下限易失性拷贝，第字节是结构寄存器易失性拷贝，这三个字节内容在每次上电复位时被刷新，第这三个字节用于内部计算，第个字节是冗余检验字节，可用来保证通信正确性。当温度转换命令发出后，经转换所得温度值以二字节补码形式存放在此存储器第和第个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，其中高位是符号位，中间位是整数位，最低位是小数位。最大特点是单总线数据传输方式，因此对读写数据位有着严格时序要求。时序包括初始化时序读时序写时序。每次命令和数据传输都是从单片机启动写时序开始，如果要求回送数据，在进行写命令后，单片机需启动读时序完成数据接收。数据和命令传输都是低位在先。时序及命令请参考文献。温度数据采集模块中温度传感器端接。液晶显示是行个字符字符型显示器，它由个字符点阵块组成，每个字符点阵块由或个点阵组成，可以显示码表中所有可视字符。它内置了字符产生器，字符产生器，和显示数据，。中内置了个常用字符字模，包含个字节，可存放用户自定义字符，就是用来寄存待显示字符代码。地址与显示位置对应关系以及指令与读写时序可参考文献。显示模块数据端口接，数据命令选择端接，读写选择端接，使能信号接，被光控制接，上接电源，接地。发光二极管蜂鸣器式键盘超声波测距设备超声波测距系统硬件电路设计本系统特点是利用单片机控制超声波发射和对超声波自发射至接收往返时间计时，单片机选用，经济易用，便于编程。硬件设计上为减轻处理器负担，不采用软件方法，而使用硬件电路产生方波驱动超声波传感器。超声波发射电路发射电路主要由集成芯片与非门反相器和超声波发射换能器构成，单片机端口输出方波信号路经级反向器后送到超声波换能器个电极，另路经两级反向器后送到超声波换能器另个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高超声波发射强度。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。发射电路图如下压电式超声波换能器是利用压电晶体谐振来工作。超声波换能器内部有两个压电晶片和个换能板。当它两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是个超声波发生器反之，如果两电极问未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收换能器。超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上标志。超声波检测接收电路接收电路图超声波接收处理电路采用集成电路。为红外接收专用集成电路，在此利用作为超声波传感器接收信号放大检波装置，亦取得良好效果。采用脚单列直插式塑料封装，内含前置放大限幅放大自动偏置通带滤波峰值检波积分比较及施密特整形输出等电路。总放大增益约为，以确保其脚输出控制脉冲序列信号幅值在正常范围内。只要接收到与其中心频率相符超声波信号时，四结束语本文详细讲述了系统设计方案，并给出了相关程序流程。本设计应用性比较强，简单使用，可以应用在倒车雷达机器人或小车避障等方面。另外，如果把本设计方案电源电压提升，则可以测得更远障碍，若使用防水型超声波探头，则可以进行水下探测，将具有更大应用价值。设计最终结果是使超声波测距仪能够产生超声波，实现超声波发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间距离。以数字形式显示测量距离。超声波测距原理是利用超声波发射和接受，根据超声波传播时间来计算出传播距离。实用测距方法有两种，种是在被测距离两端，端发射，另端接收直接波方式，适用于身高计种是发射波被物体反射回来后接收反射波方式，适用于测距仪。此次设计采用反射波方式。超声波测距仪硬件电路设计主要包括单片机系统及显示电路超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。单片机采用或其兼容系列。采用高精度晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用端口输出超声波换能器所需方波信号，利用外中断口监测超声波接收电路输出返回信号。显示电路采用简单实用。超声波发射电路主要由反相器和超声波发射换能器构成，单片机端口输出低电平信号，方波信号路经级反向器后送到超声波换能器个电极，另路经两级反向器后送到超声波换能器另个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高超声波发射强度。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。上位电阻方面可以提高反向器输出高电平驱动能力，另方面可以增加超声波换能器阻尼效果，缩短其自由振荡时间。压电式超声波换能器是利用压电晶体谐振来工作。超声波换能器内部有两个压电晶片和个换能板。当它两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是个超声波发生器反之，如果两电极问未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收换能器。超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上标志。超声波检测接收电路主要是由集成电路组成，它是款红外线检波接收专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用载波频率与测距超声波频率较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路。实验证明用接收超声波无信号时输出高电平，具有很好灵敏度和较强抗干扰能力。适当更改电容大小，可以改变接收电路灵敏度和抗干扰能力。超声波测距仪软件设计主要由主程序超声波发生子程序超声波接收中断程序及显示子程序组成。我们知道语言程序有利于实现较复杂算法，汇编语言程序则具有较高效率且容易精细计算程序运行时间，而超声波测距仪程序既有较复杂计算计算距离时，又要求精细计算程序运行时间超声波测距时，所以控制程序可采用语言和汇编语言混合编程。为增强程序可读性，实际中采用了语言近似计算方法，通过多次试验测量校正软件误差。主超声波测距仪主程序利用外中断检测返回超声波信号，旦接收到返回超声波信号即引脚出现低电平，立即进入中断程序。进入中断后就立即关闭计时器停止计时。如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器溢出中断将外中断关闭。超声波测距算法设计原理为超声波发生器在时刻发出个超声波信号，当这个超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器所接收到。这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用时间，就可算出超声波发生器与反射物体距离。在启动发射电路同时启动单片机内部定时器，利用定时器计数功能记录超声波发射时间和收到反射波时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生个负跳变，在端产生个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。在元件及调制方面，由于采用电路使用了很多集成电路。外围元件不是很多，所以调试没有很大困难。般只要电路焊接无误，稍加调试应该会正常工作。电路中除集成电路外，对各电子元件也无特别要求。根据测量范围要求不同，可适当调整与接收换能器并接滤波电容大小，以获得合适接收灵敏度和抗干扰能力。若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提高抗干扰能力。温度数据采集模块温度由公司生产线式数字温度传感器采集。测温范围为，测温分辨率可达，被测温度用符号扩展位补码形式串行输出。只需根端口线就能与诸多通信，占用微处理器端口较少，可节省大量引线和逻辑电路。内部有个字节高速存储器用于存储温度值。其中前两个字节是测得温度数据，第字节内容是温度低八位，第字节是温度高八位，第和第字节是温度上限与温度下限易失性拷贝，第字节是结构寄存器易失性拷贝，这三个字节内容在每次上电复位时被刷新，第这三个字节用于内部计算，第个字节是冗余检验字节，可用来保证通信正期末课程设计学院软件学院专业软件工程年级级课程单片机应用技术姓名郭汉杰学号二〇二年六月基于单片机超声波测距及温度补偿设计与实现摘要本文介绍了基于单片机超声波测距系统设计方案与软硬件实现。采用温度传感器采集温度数据，液晶显示屏显示温度数据及来回波时间，当环境温度变化较大时，提取测得温度，根据不同温度对超声波测距系统声速进行修正。测距时接收到回波，点亮绿色发光二极管当没有回波时，定时器溢出，点亮红色发光二极管。本文给出了系统总体框架硬件电路软件设计和程序流程图，并在硬件平台上实现了所设计功能。关键词超声波测距温度补偿温度传感器液晶显示器引言超声波测距系统概述随着社会发展，超声波测量及控制变得越来越重要。本文采用单片机设计了超声波测距及温度补偿系统。单片机能够根据温度传感器所采集温度数据来修正测距系统中声速，从而使超声波测得距离更准确。同时，当温度高于设定温度时，单片机启动蜂鸣器发出报警，并点亮绿色发光二极管当温度低于设定温度时，蜂鸣器停止报警。所有测距和温度数据均通过液晶显示器显示出来。当收到回波时，测距成功，并在屏幕上现实来回波时间及距离，并可看到动态变化当前温度和来回波时间当未收到回波时，定时器溢出，测距失败