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高精度超声波测距系统毕业设计

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原文

第一章 绪论
利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段,也就是由生物体发射不被人们听到的超声波(20kHz以上的机械波),借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。由于超声波的速度相对于光速要小的多,其传播时间就比较容易检测,并且易于定向发射,方向性好,强度好控制,因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。它在很多距离探测应用中有很重要的用途,包括非损害测量、过程检侧、机器人检测和定位、以及流体液面高度测量等。
1.1课题背景及重要意义
随着社会的发展,传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求,例如在井深,液位,管道长度等场合,传统的测距方法根本无法完成测量的任务。还有在很多要求实时测距的情况下,传统的测距方法也很难完成测量的任务。于是,一种新的测距方法诞生了——非接触测距。
超声波可用于非接触测量,具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点,是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的,对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。
目前对于超声波精确测距的需求也越来越大,如油库和水箱液面的精确测量和控制,物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。在机械制造,电子冶金,航海,宇航,石油化工,交通等工业领域也有广泛地应用。此外,在材料科学,医学,生物科学等领域中也占具重要地位。
1.2课题研究的历史与现状
一般认为,关于超声波的研究最初起始于1876年F.Galton的气哨实验。当时Galton哨在空气中产生的频率达3x104Hz,这是人类首次有效产生的高频声波。
......


  目录

第一章 绪论
第二章 超声波测距的基本原理
第三章 方案论证
第四章 系统硬件电路设计
第五章 系统软件设计
第六章 实验结果
第七章 总结
附录1 电路原理图
附录2 程序源代码


  参考资料

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【3】 迈克•普瑞德科(美)著.宗光华等译.机器人控制器与程序设计[M].科学出版社.北京:2004年。
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【5】 罗庆生,韩宝玲.一种基于超声波与红外线探测技术的测距定位系统[J].计算机测量与控制, 2005,13(4):304~305
【6】 朱伟芳.一种便携式长度测量系统的硬件设计[J].江苏电器,2005,5:14-15
【7】 阮成功,蓝兆辉,陈硕.基于单片机的超声波测距系统[J].应用科技,2004,31(7):22~24
【8】 曾德怀,谢存禧,张铁,黄瑞华.行走机器人的超声波测距系统的研究[J].机械科学与技术, 2004,23(5):613~616
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【10】 李丽霞.单片机在超声波测距中的应用[J].电子技术,2002(6):7-9
【11】 姜道连,宁延一,袁世良.用AT89C2051设计超声波测距仪[J].国外电子元器件,2000(12)
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  简单介绍

超声波作为一种传输信息的媒体,由于其本身的直射性和反射性,以及不易受光照、电磁波等外界因素影响的特性,在探伤、测距、测速等多种领域越来越受到重视。
在测距领域,传统的测距方法都是用一种带有标准刻度的测量工具进行有接触的测量,这种测量方法虽然被广泛的应用在生活中,但在有些场合却无法完成测距的任务,如在井深,液位,管道长度的测量。而且这种方法在数据的读取和保存都需依靠人工的方法,对数据的后期处理也相对麻烦。为了克服传统测距方法在上述场合的不适用,在电子产品发展中,新兴出一种新的测距方法-非接触测距。
本文介绍了一种以PIC16F73为核心控制器的超声波测距模块的设计。论文首先介绍了超声波测距的基本原理,随后对几种可性的方案进行了方案论证,确定最后的设计方案,并对整个的设计方案作了详细的介绍。

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