基于单片机的超声波测距仪设计
前言
随着电子技术的发展,出现了超声波测距、激光测距、雷达测距等。其中激光测距和雷达测距由于技术难度大成本高一般仅用于军事工业,而超声波测距则由于其技术难度相对较低且成本低廉适于民用推广。并且,超声波在测距领域发挥着越来越重要的作用。如今的石油探测技术、汽车倒车报警技术、汽车维修与检测技术、现代植物施药技术、物体识别、海洋测量等等都有超声波的身影。可以说超声波测距的应用是非常广泛的,选择超声波测距不仅是因为其应用范围广而且发展的前景也是非常广泛的。这也是我选择超声波测距仪的毕业论文的一个原因。
本设计以脉冲回波法的超声波原理为依据,采用S89C52单片机作为控制核心,与超声波发生器和超声波接收器相结合,用LCD显示屏进行实时显示,采用DS18B20温度传感器,将温度的变化实时补偿到超声波的声速中,从而提高超声波测距仪的精度,降低温度对测距结果的影响。
超声波的原理
超声波的定义:把频率超过20000HZ的声波称作为“超声波”即超过人类听力范围的一种特殊的波,同样具备了声波传输的最基本的物理特征。超声波检测是一种非接触式的检测方式。超声波传播速度在一定范围内与频率无关,并且对被测目标没有损害。与红外测距以及激光测距相比较,超声波测距有对色彩和光线不敏感的优势,在恶劣的环境下有一定的适应能力,例如:有毒气体、灰尘、黑暗、烟雾或者电磁干扰。同时,超声波还具有指向性强,在传播过程中消耗比较缓慢以及在介质中的传播距离很远等一些优点。因此,在实际用途中,超声波测距越来越受到重视,常常被用来距离的测量。此外,利用超声波检测比较快速、方便、计算简单、易于实时控制拼在测量精度。超声波测距的基本思想是:通过超声波发射装置发出超声波,根据接收器接到超声波时的时间差就可判断出距离,这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物则立即返回,超声波接收器收到反射波则停止计时。通过测量超声波发射器发射超声波到接收器接收到反射回波的时间来计算距离。利用超声波进行距离的测量简单、方便、容易实时控制。如图1所示。
公式如下:
V = 331. 4 0. 61T
其中V:超声波速度(声速)340m/s;T:超声波的时间间隔
图1
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