TOP19毕业设计_基于超声波的汽车倒车防撞系统.doc文档免费在线阅读

所以本章小结本章介绍了超声波的特性，对超声波在传播过程中的衰减与声波所在介质及频率的关系进行了分析。

在超声波测量工作原理中，分析指出需要把超声波往返时间的测量转化为对计数脉冲个数的测量，才能提高测量精度。

在下面的章节中，我们将完成具体的硬件设计和软件设计。

毕业设计说明书第页共页基于超声波的汽车倒车防撞系统的硬件设计在上章中，己知超声波测距公式为其中，为超声波传播速度，为超声波从发射到接收的往返时间。

在这章中，设计了以单片机为核保存保存设置时间常数读开始释放总线口读到内容超声波测距的方法有多种，如相位检测法声波幅值检测法和往返时间检测法等。

相位检测法虽然精度高，但检测范围有限声波幅值检测法易受反射波的影响。

本设计中的硬件设计采用超声波往返时间检测法，其原理为检测部分声波发射到达物体表面后被反射，部分则进入物体，在物质中传输，最终被遇到的物体界面反射。

因此你也可以接收到来自物体内部的信号，不过它是很细微的如图所示。

图超声波发送反射接收图超声波测距原理吸收折射部分通过它自身的声波，其比例依赖于物体自身的均衡度。

反射波的振幅与目标物体上能产生反射的表面成比例。

表面尺寸形状方位是影响反射波强度的主要因素。

目标物体的组成成份也是个因素。

接收电路才能检测到回波信号和防止外界干扰毕业设计说明书第页共页信号的干扰。

经分析和大量实验表明，频率为左右的超声波在空气中传播的效率最佳。

超声波的回波假设超声波通过的媒质是空气，任何物体都能反射信号，这时即为超声波接收器。

由于是利用超声波测距，要测量预期的距离，所以产生的超声波必须要有定的功率和合理的频率才能达到预定的传播距离，同时这是得到足够的回波功率的必要条件，只有得到足够的回波功率，极外加脉冲信号，且其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。

反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电频率功率和声波特性各有不同，因而用途也各不相同。

目前较为常用的是压电式超声波发生器。

压电式超声波传感器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。

压电式超声波发生器的内部有两个压电晶片和个共振板。

当它的两头。

总体上讲超声波发生器可以分为两大类类使用电气方式产生超声波，类是用机械方式产生超声波。

电气方式包括压电型，磁致伸缩型和电动型等机械方式有加尔统笛液哨和气流旋笛等。

它们所产生的超声波的度。

超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

因此超声波检测广泛应用在工业国防生物医学等方面。

要利用和研究超声波，首先要设计和制作超声波发生器和检测超声波的探由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高波长短绕射现象小，特别是方向性好能够成为射线而定向传播等特点。

超声波对液体固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深法加以校正。

声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离，这就是超声波测距系统的机理。

超声波的产生和使用频率超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。

超声波是种振动频率高于声波的机械波，果比较明显。

温度是和其他常数样决定声音速度的第二因素。

它和温度的关系可以用以下公式来表示米秒。

在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。

如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方境下，声波的速度为。

声音在空气中传播速度的理论值为，这个速度在时降为。

声波传输距离首先和大气的吸收性有关，其次温度湿度大气压也是其中的因素，而这些因素对大气中声波衰减的效的超声波。

超声波传播的速度由于超声波也是种声波，超声波在媒质中传播的速度和媒质的特性有关。

理论上，在的海水里声音的传播速度为。

在盐度水平为，深度为毕业设计说明书第页共页，温度为的环减为原来的分之，由此可以看出，频率越高，衰减得越厉害，传播的距离也越短。

声波在空气媒质里传播，因空气分子运动摩擦等原因，能量被吸收损耗。

考虑实际工程测量要求，在设计超声波测距仪时，选用频率的关系为式中，为介质常数，为振动频率。

在空气里当振动的声波频率超声波代入式，可得，即若，则。

它的物理意义是在长度上，平面声波的振幅衰介质的分子运动而传播的，波动方程描述方法与电磁波是类似的式中，为振幅，为常数，为圆频率，为时间，为传播距离，为波数，为波长，为衰减系数。

衰减系数与声波所在介质及频率的介质的分子运动而传播的，波动方程描述方法与电磁波是类似的式中，为振幅，为常数，为圆频率，为时间，为传播距离，为波数，为波长，为衰减系数。

衰减系数与声波所在介质及频率的关系为式中，为介质常数，为振动频率。

在空气里当振动的声波频率超声波代入式，可得，即若，则。

它的物理意义是在长度上，平面声波的振幅衰减为原来的分之，由此可以看出，频率越高，衰减得越厉害，传播的距离也越短。

声波在空气媒质里传播，因空气分子运动摩擦等原因，能量被吸收损耗。

考虑实际工程测量要求，在设计超声波测距仪时，选用频率的超声波。

超声波传播的速度由于超声波也是种声波，超声波在媒质中传播的速度和媒质的特性有关。

理论上，在的海水里声音的传播速度为。

在盐度水平为，深度为毕业设计说明书第页共页，温度为的环境下，声波的速度为。

声音在空气中传播速度的理论值为，这个速度在时降为。

声波传输距离首先和大气的吸收性有关，其次温度湿度大气压也是其中的因素，而这些因素对大气中声波衰减的效果比较明显。

温度是和其他常数样决定声音速度的第二因素。

它和温度的关系可以用以下公式来表示米秒。

在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。

如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。

声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离，这就是超声波测距系统的机理。

超声波的产生和使用频率超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。

超声波是种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高波长短绕射现象小，特别是方向性好能够成为射线而定向传播等特点。

超声波对液体固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。

超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

因此超声波检测广泛应用在工业国防生物医学等方面。

要利用和研究超声波，首先要设计和制作超声波发生器和检测超声波的探头。

总体上讲超声波发生器可以分为两大类类使用电气方式产生超声波，类是用机械方式产生超声波。

电气方式包括压电型，磁致伸缩型和电动型等机械方式有加尔统笛液哨和气流旋笛等。

它们所产生的超声波的频率功率和声波特性各有不同，因而用途也各不相同。

目前较为常用的是压电式超声波发生器。

压电式超声波传感器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。

压电式超声波发生器的内部有两个压电晶片和个共振板。

当它的两极外加脉冲信号，且其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。

反之，如果两电极间未外加电压，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，这时即为超声波接收器。

由于是利用超声波测距，要测量预期的距离，所以产生的超声波必须要有定的功率和合理的频率才能达到预定的传播距离，同时这是得到足够的回波功率的必要条件，只有得到足够的回波功率，接收电路才能检测到回波信号和防止外界干扰毕业设计说明书第页共页信号的干扰。

经分析和大量实验表明，频率为左右的超声波在空气中传播的效率最佳。

超声波的回波假设超声波通过的媒质是空气，任何物体都能反射吸收折射部分通过它自身的声波，其比例依赖于物体自身的均衡度。

反射波的振幅与目标物体上能产生反射的表面成比例。

表面尺寸形状方位是影响反射波强度的主要因素。

目标物体的组成成份也是个因素。

部分声波发射到达物体表面后被反射，部分则进入物体，在物质中传输，最终被遇到的物体界面反射。

因此你也可以接收到来自物体内部的信号，不过它是很细微的如图所示。

图超声波发送反射接收图超声波测距原理超声波测距的方法有多种，如相位检测法声波幅值检测法和往返时间检测法等。

相位检测法虽然精度高，但检测范围有限声波幅值检测法易受反射波的影响。

本设计中的硬件设计采用超声波往返时间检测法，其原理为检测从超声波发射器发出的超声波假设传播介质为气体，经气体介质的传播到接收器的时间，即往返时间。

往返时间与气体介质中的声速相乘，就是声波传输的距离。

而所测距离是声波传输距离的半，即在上式中，为待测距离，为超声波的声速，为往返时间。

由下式计算测量误差毕业设计说明书第页共页式中，为测距误差，为声速，为时间测量误差，为声速误差。

若要求测距误差小于，己知声速，摄氏度时，忽略声速误差，那么测量时间的误差显然，直接用秒表测时间是不现实的。

因此，实现超声波测距必须避开直接测量时间的方法，才能获得实用的测长精度，我们利用硬件电路脉冲计数的方法，间接测量时间，可以把声波的时间精度提高到所需的准确度，也就是把超声波往返时间转化为对计数脉冲个数的测量，所以式可写成式中为计数脉冲的频率，为声速。

所以本章小结本章介绍了超声波的特性，对超声波在传播过程中的衰减与声波所在介质及频率的关系进行了分析。

在超声波测量工作原理中，分析指出需要把超声波往返时间的测量转化为对计数脉冲个数的测量，才能提高测量精度。

在下面的章节中，我们将完成具体的硬件设计和软件设计。

毕业设计说明书第页共页基于超声波的汽车倒车防撞系统的硬件设计在上章中，己知超声波测距公式为其中，为超声波传播速度，为超声波从发射到接收的往返时间。

在这章中，