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超声波测距仪的设计

作　者: 牟海荣
导　师: 郗晓田；张志勇
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 超声波传感器测距仪 ATMEGA16L LED显示电路
分类号: TP274.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

电子测距仪要求测量范围在30cm～120cm,测量精度1cm内,测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。该测距仪采用555电路、两级放大电路和电平比较电路实现了超声波的发射与接收、LED显示电路、报警电路。单片机为该测距仪的核心单元,在按键的步进控制下实现在30cm～120cm的距离探测,并具有数码管实时显示探测距离值功能,设定距离值报警功能,手动调整报警范围等功能。本文脉冲产生电路产生的40KHz的脉冲信号经驱动电路驱动功率后进入超声波发射器,让其发出超声波。超声波接收器接受到发射器发出的超声波信号后经信号放大、处理比较后进入单片机微控制器,单片机将进行计算分析后在数码管显示模块显示出当前测量距离值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题研究背景  9-11
    1.1.1 超声波测距介绍  9-10
    1.1.2 超声波测距的原理  10-11
  1.2 课题研究的目的和意义  11-13
    1.2.1.课题研究的目的  11-12
    1.2.2.课题研究的意义  12-13
  1.3 课题研究内容及论文结构安排  13-15
    1.3.1 课题研究内容  13-14
    1.3.2 论文结构安排  14-15
第二章超声波测距仪系统总体设计  15-32
  2.1 超声波传感器简介  15-23
    2.1.1 超声波传感器的原理与特性  18-21
    2.1.2 超声波传感器的检测方式  21-22
    2.1.3 超声波传感器系统的构成  22-23
  2.2 超声波测距仪的基本工作原理  23-26
    2.2.1 超声波测距仪的需求分析和性能要求  23-25
    2.2.2 超声波测距仪的功能简介  25
    2.2.3 理论分析与计算  25-26
  2.3 控制器的方案设计与选择  26-30
    2.3.1 ATMEGA16 单片机  27-30
    2.3.2 超声波发生器  30
  2.4 本课题的整体方案设计  30-32
    2.4.1 整体方案的设计  30
    2.4.2 整体方案的论证  30-32
第三章超声波测距仪硬件设计与实现  32-40
  3.1 总体设计方案  32-38
    3.1.1 电路板供电电路的设计  33
    3.1.2 发射接收电路的设计  33-36
    3.1.3 控制、显示及报警模块的设计  36-38
  3.2 印制电路板设计  38-40
第四章超声波测距仪软件设计与实现  40-50
  4.1 软件功能分析及算法特点  40-50
    4.1.1 程序框图  40-42
    4.1.2 算法特点  42-43
    4.1.3 超声波发生子程序和接收子程序  43-50
第五章电路调试与误差分析  50-55
  5.1 超声波测距电路调试  50
  5.2 超声波测距误差分析  50-51
  5.3 测量结果  51
  5.4 提高精度的方案及系统设计  51-52
  5.5 利用数字温度传感器 DS18B20 对测距仪进行温度补偿  52-55
总结与展望  55-56
参考文献  56-59
攻读硕士学位期间取得的研究成果  59-60
致谢  60-61
附件  61

超声波测距仪的设计

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