高精超声波测距系统设计方案.doc

:超声波定期发送超声波,遭遇障碍物时发生反射,发射波经由接收器接收并转化为电信号,这样测距技术只要测出发送和接收地时间差,然后按照下式计算,即可求出距离: b5E2RGbCAP袀膀膁蚈螂蒇由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播地距离较远,因而超声波经常用于距离地测量,、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地要求,因此,广泛应用于倒车提醒、建筑工地、,,给出了一种改进方案, 2系统方案分析与论证蒅肅膄 (1),为了能够提高计时点选择地准确性,,当要求测距误差小于1mm时,假定超声波速度C=344m/s(20℃室温),△t<,,在超声波地传播速度是准确地前提下,测量距离地传播时间差值精度只要在达到微秒级,,,空气地密度越高则超声波地传播速度就越快,: RTCrpUDGiT薈薆羂螁袇莁式中:C0为零度时地声波速度332m/s;T为实际温度(℃).由此可见,测量精度与温度有着直接地关系,本文采用DS18B20温度传感器,对外界温度进行测量, ,实现精确地超声波测距方案,整个系统由超声波收发单元、波形校准单元、温度测量单元、,超声波收发单元主要实现超声波地接发送和接收;信号处理单元主要实现去除干扰、波形整形、锁相环等功能,便于实现准确计时;温度测量单元主要测量外界温度,实现温度补偿;显示单元实现测量数据地显示;单片机为控制单元,完成指令发送,接收数据, 3系统硬件设计蒈膅虿 ,,经过74HC04放大后输出到超声波换能器,,具有放大作用,具有对称地传输延迟和转换时间,而相对于LSTTL逻辑IC,,其工作电压为2~6V,它具有高抗扰度,,分别由74HC04经两次和一次反向放大, ,、自动偏置电平控制电路、限幅放大器、带通滤波器、,将信号调整到合适地幅值;再经过带通滤波器滤波得到有用信号,滤除干扰信号;最后由峰值检波器和整形电路输出到锁相环路,. dvzfvkwMI1蚂芀蚀膆袂芇图3中1脚是接收信号输入端,2脚是调节接收信号灵敏度,电阻越小,,,电阻50~300Ω地,在干扰较大地场合增加电阻阻值可将灵敏度调低,,这里取200kΩ,7脚接上拉电阻, ,由单片机实现控制,单片机地P0口输出段码,P2口用作位码,用PNP型三极管驱动(本设计采用9018),由于单片机I/O口地驱动能力非常小,P0口需外接上拉电阻来