超声波测速仪。燕大-创新一学分.doc

超声波测速仪。燕大-创新一学分.doc电气学院
创新设计说明书
题目： 超声波测速仪
学院（系）：
年级专业：
学 号：
学生姓名：
燕山大学课程设计（论文）任务书
院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心
学号
学生姓名
专业（班级）
设计题目
超声波测距仪
设 计 技 术 参 数
•使用超声波测距仪进行距离测量；
•具有距离显示功能；
•具有举例修正功能
设 计 要 求
•使用4个静态数码管显示举例；
•使用按键修正所测距离。
工 作 量
•学会使用IAR软件；
•独立完成电路设计，程序设计、连接电路和调试；
•参加答辩并书写任务书。
工 作 计 划
了解单片机的基本知识，学****使用软件，下发任务书，开始电路设计；
学****使用相关软件，继续电路设计；
完成电路设计；
编程下载、连接电路、调试和验收；
答辩并书写任务书。
参 考 资 料
1强锡富•传感器•***出版社，2001年
，2002年
3贾伯年•，1992
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
年 月 日
目 录
第1章摘要 1
第2章引言 2
第3章基本原理 3
第4章参数设计及运算 5
结构设计 5
电容设计与计算 8
其他参数的计算 10
测量电路的设计 12
第5章程序设计
第6章误差分析 14
第7章结论 16
心得体会 17
参考文献 18
报告内容
1 :摘要
随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前的急速
水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而 又有无限前景的技术及产业领域。超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在 各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，满足日益发展 的社会需求，如声纳的发展趋势基本超声波测距系统在一个场合下使用时精确度会有所 不同。通常它的错误比较大且时常不能符合应用的需要。在本文中，在特殊场合可用于 非接触测量距离的新超声波测距系统， 采用单芯片、超声波测距技术和传感器技术设计。
距离和温度测量数据通过液晶显示屏显示，由单芯片机控制的发射和接收超声波，根据 时间差定位的方法来测量距离。
它
340
超声波测距采用一种非接触式检测方法来检测在黑暗、灰尘、烟雾、电磁干扰、有 毒等恶劣环境中的对象，具有一定的适应性，它结构简单、体积小，可提供可靠的信号 处理等等。在特殊场合可用于非接触测量距离的新超声波测距系统，采用单芯片、超声 波测距技术和传感器技术设计。 超声波是一种超出了人们听觉范围 （16KHZ）的声波。
有一些特征，如高频率，沿线传播，良好的方向性，小衍射，穿透力强，慢速度（ 米/秒）等。然而，一些电路复杂性、技术难度、调试困难、组件难买的问题存在着。本 文介绍的电路成本低、性能可靠、易于购买组件，并结合单芯片的数据处理，使得测量 精度得到了提高。研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽 攻击的需求；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖拽线列阵声纳，实现超远程的被动探 测和识别；研制更适合与前还工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；搭 理降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。毋庸置疑，无线的超声波测距仪将于自 动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。在新的世纪里，面貌一 新的测距仪将发挥更大的作用。
2:引言
现在人们生活水平不断的提高， 城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，
其状况不断改善。 但是，由于许多不可预见因素， 排水系统往往落后于城市建设。 因此,
经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困 扰，因此，设计箱涵的排污疏通来对排水系统进行污水处理显得非常重要。而设计研制 箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵 排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。 因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。这就是我设计超声波测距仪的意义。
3 :基本原理
超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。由于超声波 在空气中传播时会有相当的衰减，衰减的程度与频率的高低成正比；而频率高分辨率也 高，故短距离测量时应选择高频率的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。 本次设计中量程大于 200cm即可，为短距离测量，因此所选超声波传感器的频率为
40Khz。
实用