(论文 页数:46 字数:125211 带程序)摘 要:超声波测距技术在社会生活中已有广泛的应用如汽车倒车雷达等，它们测距精度一般较低。目前对超声波高精度测距系统的需求越来越大。为此，本文在了解超声波测距原理的基础上，完成了基于时差测距原理的一种超声波测距系统的硬件设计，其中为了进一步提高系统测量精度和系统稳定性，在硬件上增加了温度传感器测温电路，采取声速预置和媒质温度测量相结合的办法对声速进行修正，降低了温度变化对测距精度的影响。针对噪声环境中超声波测距的情况，本文讨论了一种基于时延的估计方法，可有效地降低噪声对测距的干扰，有利于提高超声波测距系统的测量精度。

关键词：超声波,换能器,温度传感器,抗干扰


ABSTRACT

The technology of measuring distance by ultrasonic signal is widely used in many social fields, such as backing -car radar and so on, but their precision is relatively low. At present, the request for high precision measuring distance system becomes stronger and stronger. So, grounding on the comprehension of measuring distance principle by ultrasonic, the paper completes an hardware design which based on time difference measuring distance theory , In order to improve the measurement accuracy and system stability further, we add a temperature sensor in the hardware design and adopt the improved method which combines sound velocity presetting with medium temperature measurement to mend the sound velocity. By this means, the influence of temperature variation on distance measurement is decreased.

Key words: Supersonic Transducer Temperature sensor Anti-jamming

目 录
前 言 1
1. 绪论 2
1.1 课题的背景意义及任务 2
1.1.1 课题的背景意义 2
1.1.2 课题的任务 2
1.2 国内外超声波测距仪的现状 2
1.2.1 国外测距仪的现状 2
1.2.2国内测距仪的现状 3
1.3超声波测距的研究内容 3
2. 超声波测距仪测距原理及总体设计 5
2.1超声波测距原理 5
2.1.1测距原理 5
2.1.2 超声波测距的理论分析 5
2.2超声波传感器工作原理 6
2.2.1超声波传感器基本结构及工作原理 6
2.2.2超声波传感器的基本特性 7
2.3超声波测距的总体设计 9
2.3.1总体设计思想 9
2.3.2工作过程 11
3. 系统结构及硬件设计 12
3.1单片机系统及显示、报警电路 12
3.2超声波发射电路设计 16
3.3超声波检测接收电路设计 17
3.4测温电路 18
3.4.1温度补偿目的 18
3.4.2测温电路设计 18
3.5电源电路的设计 19
3.6复位电路的设计 21
4. 软件设计 23
4.1主程序 23
4.2超声波发生子程序和超声波接收中断程序 23
5.抗干扰处理 36
5.1硬件抗干扰 36
5.2软件抗干扰 38
6. 调试与误差分析 40
6.1调试 40
6.2误差分析 40
结 论 42
致 谢 43
参考文献 44

前 言
本次设计作为大学毕业设计主要考察了我们四年来对理论知识的掌握程度。通过做毕业设计，可以很好地衡量我们运用理论知识，将理论与实际相结合的能力。
本次设计是超声波测距报警系统，重在测距。本文共分为六大章。第一章《绪论》主要是介绍了课题的背景意义和现今国内外超声波测距的情况。第二章在说明完超声波测距的原理后提出了本次设计的总体设计思想。第三章则是电路硬件的设计，包括单片机系统、超声波发射电路、接收电路及电源、复位电路、测温电路的设计。第四章是软件设计。紧接着提出了电路抗干扰处理的方法，最后一章就是调试电路及误差分析。
在整个设计过程中，都得到了许世景老师的指导和帮助，在此表示衷心的感谢。



1. 绪论
1.1 课题的背景意义及任务
1.1.1 课题的背景意义
随着科技的迅猛发展越来越多科技成果被广泛的运用到人们的日常生活当中,给我们的生活带来了诸多方便。这一设计就是本着这个宗旨出发,利用超声波的特性来为我们服务。由于超声波指向性强,因而常于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人,汽车安全,海洋测量等上得到了广泛的应用。本设计提供一种超声波测距装置,该装置利用了发射接收一体化的超声波传感器和微处理器。采用超声波传感器分时工作于发射和接收,利用声波在空气中的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物到超声波测距器之间的距离。