1、针对温度回波和所加脉冲电压对超声测距精度的影响，在设计超声测距仪时，从硬件和软件两方面综合考虑，设置了发射接收和显示几部分构成了超声测距仪的系统结构。整个装置的中心控制和信号处理单元为单片机，超声传感器采用收发超声传感器。发射电路由脉冲产生电路和发射电路组成。脉冲产生电路的主要任务是产生脉冲电压。它由与非门和电阻电容构成振荡电路，由单片机.口控制是否工作。发射电路主要任务是提高脉冲电压的幅值，它主要由脉冲变压器和开关管构成。脉冲产生电路的输出电压经脉冲变压器升压后输出到超声传感器。其中，脉冲变压器对脉冲电压变换值的大小直接影响测距范围，应尽量提供脉冲变压器副边电压幅值。接收电路的主要任务是检测回波，并向单片机发出中断。

2、回信号，则定时器溢出中断将外中断关闭，并将测距成功标志字赋值以表示此次测距不成功。定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射，外部中断服务子程序主要完成时间值的读取距离计算结果的输出等工作。如图和。图定时中断服务子程序图外部中断服务子程序第四章系统调试.软硬件的调试超声波测距仪的制作和调试，其中超声波发射和接收采用的超声波换能器发射和接收，中心频率为，安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距，其余元件五特殊要求。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。根据测量范围要求不同，可适当调整与接收换能器并接的滤波电容的大小，以获得合适的接收灵敏度和抗干扰能力。硬件电路制作完成并调试好后，便可将程序编译好下载。

3、，指向性越强，这点有利于距离测量。由于超声回波随距离的增加而变得十分微弱，所以在设计超声接收电路时，要设计较大放大倍数万倍级和较好滤波特性的放大电路，使回波易于检测。制造超声波传感器的材料分为磁致伸缩材料和压电材料两种。超声测距常用压电材料传感器，例如压电超声传感器。超声传感器外加脉冲电压的幅度会影响压电转换效率。当压电材料不受外力时，其应变与外加电场强度的关系为•，其中为应变电场常数。超声传感器外加的脉冲电压影响压电材料的电场强度，从而影响其应变量和超声转换的效率，进而影响超声波的幅值。这些会直接影响超声波的回波幅值。所以，为提高压电转换效率，提高超声测距精度和范围，应尽量提高超声传感器外加脉冲电压的幅值。系统设计。

4、程序处于键控循环工作方式，当按下测量键时，主程序开始调用发射子程序查询接收子程序定时子程序，并把测量结果用显示子程序在数码管上显示出来。虽然用个单独计时器电路也可以测量超声波的传输时间，但利用单片机可以简化设计，便于操作和直观读数。为了增强系统的可靠性，应在软硬件上采用些特殊措施。主程序框图如下图。图主程序框图超声波发生子程序的作用是通过.端口发送个左右的超声波信号频率约的方波，脉冲宽度为左右，同时把计数器打开进行时。超声波测距器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引脚出现低电平，立即进入中断程序。进入该中断后就立即关闭计时器停止计时，并将测距成功标志字赋值。如果当计时器溢出时还未检测到超声波返。

5、泛的超声测距仪。空气中传播的超声波是由机械振动产生的纵波，由于气体具有反抗压缩和扩张的弹性模量，气体反抗压缩变化力的作用，实现超声波在空气中传播。因此，超声波的传播速度受气体的密度温度及气体分子成分的影响。例如度时，.，.度时，.，.度时，.，.从上面的计算可以看出，温度对超声波在空气中的传播速度有明显的影响。当需要精度确定超声波传播速度时，必须考虑温度的影响。超声波从超声传感器发出，在空气中传播，遇到被测物反射后，再传回超声传感器。整个过程，超声波会有很大的衰减。其衰减遵循指数规律。设在距离超声接收器处有被测物，超声波频率越高，其衰减越快。同时超声波频率的过高会产生较多的副瓣，引起近场区的干涉。但是，超声波频率越高。

6、以停止及时。接收电路设计的好坏直接影响超声波在空气中传播时间的测量。接收部分电路由检波回路滤波放大电路和整体电路组成。检波电路拾取回波中的正半波，以便后级电路放大整形电路把回波信号整理为单片机系统能够接收的信号并向单片机申请中断以停止计时。接收电路的主体是滤波放大电路。由于超声回波信号十分微弱并含有噪声，较小，所以接收电路设置了两级高值的滤波放大电路。滤波放大电路采用二阶带通滤波放大器，级和二级放大电路采用相同的结构和参数。软件设计超声测距仪软件控制着系统的工作。软件修正利用下面公式在完成系统设计和制作装置后，对设计的电路进行了超声测距实验。发射的脉冲数应选择合适，脉冲个数多时，发射换能器可以克服其振动惯量而获得充分。

7、到单片机试运行。根据实际情况可以修改超声波发生子程序每次发送的脉冲宽度和两次测量的间隔时间，以适应不同距离的测量需要。根据所设计的电路参数和程序，测距仪能测的范围为，测距仪最大误差不超过。系统调试完成后应对测量误差和重复致性进行多次实验分析，不断优化系统使其达到实际使用的测量要求。.仪器精度分析及如何提高超生测距精度本章将要分析温度对超声波声速的影响，超声波回波检测对超声波传播时间的影响，超声波传感器所加脉冲电压对测试精度的影响。在此基础上，设计了超声波数字测距仪。实验表明，注意以上三方面的因素能够提高超生测距精度。超声波测距由于其在使用中不受光照度电磁场色彩等因素的影响，加之结构简单成本低，在机器人壁障和定位汽车倒。

8、超声波测距仪能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。以数字的形式显示测量距离。超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。实用的测距方法有两种，种是在被测距离的两端，端发射，另端接收的直接波方式，适用于身高计种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。超声波测距仪硬件电路的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。采用高精度的晶振，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的的方波信号，利用外中断口来检测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用。

9、车水库液位测量等方面已经有了广泛的应用。从原理上讲，超生测距有脉冲回波法共振法和频差法。其中脉冲回波法测距常用，其原理是超声传感器发射超声波，在空气中传播至被测物，经反射后由超声传感器接收发射脉冲，测量出超声脉冲从发射到接收的时间，在已知超声波声速的前提下，可计算被测物的距离，即。由于温度影响超声波在空气中的传播速度超声波发射回波很难精确捕捉，致使超声波在空气中传播的时间很难精确测量。这些因素使超声波测距的精度和范围受到影响。本章从引起超声波测距误差的原因入手，分析了温度对超声波声速的影响回波检测对时间测量的影响和超声传感器所加电压对测量精度和范围的影响。在此基础上，开发出了以单片机为核心，采用压电超声传感器，应用广。

10、，超声测距精度可以提高。所以在制作超声传感器所加电压对压电转换效率的影响时，超声测距精度可以提高。所以在制作超声测距装置时，应增加温度测量环节，设计高放大倍数和高值的滤波放大电路，并提高加在超声传感器上的电压幅值。结论本设计系统采用了美国公司生产的单片机芯片。以及其它常用芯片如等来设计超声波的接发收电路，实现了超声波从发射到接收的传送时间，从而得到待测距离。系统设计具有硬件结构简单工作可靠测量误差小。在经多次的实践中超声波测得的距离还不是很长，还应该在这方面大大研究改进，使其功能更加完善并在各个地方中得到广泛的应用。由于时间和其它客观上的原因，此次设计没有成功做出实物。但是对设计有个很好的理论基础。设计的最终结果是使。

11、简单实用的个七段共阳数码管组成动态扫描电路。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.端口输出的的方波信号路经级反向器后送到超声波换能器的个电极，另路经两级反向器后送到超声波换能器的另个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。超声波换能器内部有两个压电晶片和个换能板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，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。

12、的振动，其它声波模式影响较小，发射的超声脉冲能量大但此时测距的盲区也大测距盲区指的是可以测量的最小距离，般选择由个脉冲组成。电路在米处的测量结果，幅值较小，测量过程中曾出现掉电现象，功率管发热严重，这说明功率消耗比较大。可以看出，本电路的测量距离明显提高，而且管子基本没有发热现象，电源保持稳定。可见，本电路的设计由于经过严格的推导，器件选择合理，各参数得到优化，改善了换能器与功放间的阻抗匹配。转换效率得到明显提高。电路控制方便，性能表现良好，在距离.处仍能得到较清晰的回波，使大范围的超声测距成为可能。使用脉冲回波法测量距离，在考虑温度对声速的影响回波检测对超声传播时间的影响以及超声传感器所加电压对压电转换效率的影响时。

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