超聲波測距儀的設計【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設計文獻綜述</b></p><p><b>　　電子信息工程</b></p><p><b>　　超聲波測距儀的設計</b></p><p>　　參考的文獻資料主要是在學校圖書館的綜合書庫、期刊室、中國期刊網上搜集的，主要是關于單片機、超聲波及超聲波測距儀的一些文章

2、和書本。在此，根據參考的內容，我將我所參考的資料進行了分析和分類，如下：</p><p>　　劉鳳然的《基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)》和葛健強的《基于CPLD的超聲波測距儀研制》主要是講用單片機控制超聲波的輪流發(fā)射，并且通過單片機記錄和讀取發(fā)射超聲波和接收到回波的時間差，進而計算出測量的距離。</p><p><b>　　① 超聲波發(fā)生器 </b></p>

3、<p>　　為了研究和利用超聲波，人們已經設計和制成了許多超聲波發(fā)生器?？傮w上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。 </p><p>　?、?壓電式超聲波發(fā)生器原理

4、</p><p>　　壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。它有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。 </p><p>　?、?超聲波測距原理 &

5、lt;/p><p>　　超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 這就是所謂的時間差測距法。</p><p>　　何希才,薛永毅的《傳感器及其應用實例》主要介紹常用

6、傳感器應用技術及其實用的電路設計，內容包括溫度傳感器、光電傳感器、慈敏傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、氣敏傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器等的原理、特性參數及選用原則，并提供較多的應用電子實例。這些電路設計新穎、結構合理、性能優(yōu)良、實用性強。</p><p>　　譚洪濤,張學平的《單片機設計測距儀原理及其簡單應用》介紹超聲波測距器的軟件設計主要由主程序，超聲波發(fā)生子程序，超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成，由于C

7、語言程序有利于實現(xiàn)較復雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率并且容易精確計算程序行動的時間，而超聲波測距器的程序既有較復雜的計算（計算距離時），又要求精確計算程序運行時間（超聲波測距時），所以控制程序可采用C語言和匯編語言混合編程。</p><p>　　胡漢才的《單片機原理及其接口技術》主要講訴：</p><p>　?、?0kHz 脈沖的產生與超聲波發(fā)射</p><p&

8、gt;　　單片機用P1.0端口輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號，利用外中斷0口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。</p><p>　?、诔暡ǖ慕邮张c處理</p><p>　　本文采用的超聲波測距模組集發(fā)射和接受為一體，內部超聲波傳感器諧振頻率40KHz，模組傳感器工作電壓4.5V~9V，模組接口電壓4.5V~5.5V。提供三種測距模式，選擇跳線可以選擇短距、中距和可調距。本實驗

9、采用短距20-100cm精度1cm</p><p><b>　?、埏@示電路</b></p><p>　　顯示電路采用簡單實用的4位共陽LED數碼管，斷碼用74LS244驅動，位碼用PNP三極管9012驅動。由P0口輸出顯示數據，P2.0-P2.3用來位選。</p><p>　　吳斌方,劉民,熊海斌《超聲波測距傳感器的研制》一文介紹了AT89C2

10、051單片機的性能和特點 ,并在分析了超聲波測距原理的基礎上 ,指出了設計測距儀的思路和所需考慮的問題 ,給出了實現(xiàn)超聲波測距方案的軟、硬件設計系統(tǒng)框圖。該設計系統(tǒng)經校正后 ,其測量精度可達0.1米。</p><p>　　在《Ultrasonic Sensors for Process》一文中，先進的儀器和過程控制保證客戶的物質質量與高效生產。 然而，生產和管理技術正在發(fā)生變化。 本文旨在分析趨勢，從超聲波傳感器

11、的角度來看這些變化產生的。 重點將是工廠資產管理。 工廠資產管理的一個組成部分，是維護管理。 其目標是節(jié)省成本，避免單一組件或成套設備意外停機。 然而，像條件為基礎的新的或預測性的概念需要可靠的方法。 本文將討論這些新的應用超聲波傳感器。 一種新的超聲測量應用，為使用者帶來經濟效益的聲發(fā)射分析為基礎進行了討論</p><p>　　蘇煒,龔壁建,潘笑的《超聲波測距誤差分析》和趙占林,劉洪梅的《超聲波測距系統(tǒng)誤差分析

12、及修正》介紹了超聲波測距的原理以及環(huán)境對測量準確度的影響,分析了測量誤差產生的原因。闡述了儀器設計時超聲波傳感器的選擇、計數頻率的確定及盲區(qū)對測量的影響,指出了提高測量準確度的途徑,重點闡述了利用軟件修正誤差的方法,使儀器達到了設計指標,滿足了工業(yè)測量的實際需要。</p><p>　　羅忠輝,黃世慶《提高超聲測距精度的方法》介紹到：基于宏晶公司新近推出的 STC12C5410 單片機，通過利用溫度校正、標桿校正、

13、軟件校正的方法實現(xiàn)超聲波測距精度由厘米級向毫米級跨進的方法。給出了硬件設計電路圖及軟件的流程圖。在電路的實際測試過程中，成功的達到了預期的效果?！緟⒖嘉墨I】</p><p>　　[1].劉鳳然.基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)[J].傳感器世界.2001(5):29-32</p><p>　　[2].葛健強.基于CPLD的超聲波測距儀研制[J]. 無錫商業(yè)職業(yè)技術學院學報.2004,4(3):8

14、-10</p><p>　　[3].何希才,薛永毅.傳感器及其應用實例[M].機械工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　[4].譚洪濤,張學平.單片機設計測距儀原理及其簡單應用[J].現(xiàn)代電子技術.2004,18:94-96</p><p>　　[5].胡漢才.單片機原理及其接口技術[M].清華大學出版社,2004.</p><p>　

15、　[6].吳斌方,劉民,熊海斌.超聲波測距傳感器的研制[J].湖北工學院學報.2004,19(6):26-28</p><p>　　[7].Peter Hauptmann, Ralf Lucklum, Bernd Henning. Ultrasonic Sensors for Process Control[J]. Sensors Update.1998,3: 163-207</p><p&g

16、t;　　[8].趙占林,劉洪梅.超聲波測距系統(tǒng)誤差分析及修正[J].科技情報開發(fā)與經濟.2002,12(6):144-145</p><p>　　[9].J. Otto. Sensors for Distance Measurement and Their Applications in Automobiles[J]. Sensors Update.2002,10:231-255</p><p

17、>　　[10].蘇煒,龔壁建,潘笑.超聲波測距誤差分析[J].傳感器技術.2004,23(6):8-11</p><p>　　[11].羅忠輝,黃世慶.提高超聲測距精度的方法[J]. 機械設計與制造.2005,1:109</p><p>　　[12].秦旭.用LM92溫度傳感器補償的高精度超聲波測距儀[J].電子產品世界.2003,6:58-59</p><p&g

18、t;　　[13].Yusuke Moritake, Hiroomi Hikawa.Category Recognition System Using Two Ultrasonic Sensors and Combinational Logic Circuit[J]. Electronics and Communications in Japan.2005,88(7):33-42</p><p>　　[14].R

19、J Higgens．Electronics and Analog Integrated Circuits[M]．N．J[J].Prentice—Hall Inc，2001．</p><p>　　[15].Microchip Technology lnc．Single／Dual Digital Potentiometer with SPITM Interface[z] [J]．Date Sheet．2003．<