1、“.....如自动气象站中水汽日蒸发量的测试,自动任意形状物体密度测试仪等,它具有测试速度快,能达到毫米级的测量精度等优点,它的开发与应用前景广泛。系统性能改善和增大测量距离讨论接收放大电路,可加入带通滤波或锁相放大以尽可能减少干扰信号引起误触发,另外为防止发射信号直接进入接收端所以设置定的延时。锁相应用电路,调整在上,但要考虑加入后对接收处理的延时,用软件调整。另方面可采用自动增益补偿技术,随着时间的增加,的放大倍数呈指数规律变化,从而保证了超声波接收器波形的幅值不随测量距离的变化而大幅变化,使得每次在同个波头触发计时电路,提高了系统测量准确度。电路可以采用如下图所示或者采用单片实现,在这里不具体讨论。发射驱动电路,为放大驱动脉冲可以再加入级三极管放大电路,三极管要选用高频的如以减少放大后波形的失真另方面还可以根据超声波发生器的特点合理设计阻抗匹配,功放效率和机电转换效率为此可采用脉冲变压器,脉冲变压器是超声换能器驱动电路中最重要的器件......”。
2、“.....并使功率放大器的输出阻抗与换能器的负载阻抗匹配。般脉冲变压器以变压器的功率原副边电压信号的幅值确定变压器的尺寸和变比而超声换能器驱动用变压器则主要以功率和原副边电感及阻抗匹配确定变压器的尺寸和变比。缺点是制作和测量都比较麻烦。在大量程应用场合还可以应用电容瞬间放电或电感瞬间放电产生高压激励脉冲。其它可改善的地方,可采用超声波测距专用芯片也可以采用单片超声波收发集成电路。另外可以采用时间放大技术提供测量精度,主要考虑单片机时钟脉宽对测量精度的影响,因为根据前面讨论的超声波的速度,当单片机频率较低时对测量精度的影响较大,不仅记数脉冲变少,而且回波到达时间点在个时钟周期中的位置将不确定,时差检测采用的方法是对普通的晶体振荡器分频后作为计数器的时钟,探头发射超声波以后再开始计数。当收到回波时比较器翻转时停止计数,对于剩余的不到个时钟周期的时间计量,可通过时间放大技术,然后经过转换变为数字信号实现。其克服了测量精度受时钟频率限制,测时误差比较大的缺点......”。
3、“.....即将超声波测距的测量精度提高了倍。基于电容充放电的时间放大技术成本低难度小,用较低的时钟频率可将测量精度提高个数量级,与直接计数测量法相结合,可用于中远距离测量。由于单片机处理速度快,所以可以采用测量多次取平均值的方法进步减小误差,另外考虑到在测量的距离超过定限度后误差会变大,可以在大于定距离后采用软件修正,补偿实际测的数据,当然这要在调试中收集大量的实际测试数据后在单片机中设置,如果在后的数据实行软件修正,则的数据占用左右的字节每个数据占两个字节,无符号整数,单位为厘米,般的单片机都能胜任。软件算法可采用查表,如果要加快数据处理速度还可以在单片机外围加上存储修正数据,要减少数据量的话可以用曲线拟和或最小平方逼近。这些在增大测量距离和提高测量精度的应用上都有实际意义。结束语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。但就目前技术水平来说,人们可以具体利用的测距技术还十分有限,因此,这是个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来......”。
4、“.....它将朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求。本设计主要是基于芯片为核心的超声波测距仪,并有超声波处理模块组成的超声波发射电路数码管显示等器件组成,包括单片机系统超声波发射电路超声波接收电路单片机复位电路显示电路。主要实现超声波测距延时函数,显示函数扫描数码管距离计算函数显示显示显示初始化函数读取个字节函写入个字节函数读取温度函数单片机外部中断单片机定时器中断用来计数器溢出,超过测距范围中断溢出标志主函数蜂鸣器初始化定时器初始化关闭总中断发射超声波,开总中断开外部中断进行接收开定时器中断进行计数,无外部中断是等待中断判断是否有接收波到来再次判断是否有接收波到来关闭定时器使外部中断为等下次中断延时计算距离并指示功能。依据实际的测量精度要求还可以添加温度补偿电路。由于时间和其它客观上的原因,此次设计没有成功做出实物。但是对设计有个很好的理论基础。设计的最终结果是使超声波测距仪能够产生超声波......”。
5、“.....以数字的形式显示测量距离。超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受,根据超声波传播的时间来计算出传播距离。实用的测距方法有两种,种是在被测距离的两端,端发射,另端接收的直接波方式,适用于身高计种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式,适用于测距仪。此次设计采用反射波方式。本文所设计的超声波测距系统,其结构简单体积小抗干扰性能好,若要满足更高的精度要求,还须进行适当改进。在些特殊场合的应用中,还要考虑超声波的人射角反射角以及超声波传播介质的密度表面光滑度等因素。本系统不仅适用于距离的测量,还适用于水文液位测量和汽车间间距的测量,应用范围较广。参考文献王迎旭单片机原理与应用北京机械工业出版社,何立明单片机原理教程北京北京航空航天大学出版社,周向红单片机应用与实践教程北京北京航空航天大学出版社,梁森欧阳三泰自动检测技术及应用北京机械工业出版社胡锦等单片机技术实用教程北京高等教育出版社,黄继昌传感器工作原理及应用实例北京人民邮电出版社......”。
6、“.....沙占友传感器原理与应用北京电子工业出版社,华兵单片机原理应用武汉武汉华中科技大学出版社。小翠王金风单片机实用系统设计技术北京国防工业出版社,春光微型计算机控制技术北京化学工业出版社,建海路长厚韩旭东基于单片机的超声波液位测量系统仪表技术与传感器,阎石数字电子技术基础第四版北京高等教育出版社,群芳等单片微型计算机与接口技术第二版北京电子工业出版社,戴日章,吴志勇,基于单片机的超声波测距系统设计计量与测试技术周玲,张记龙,洪志刚基于单片机的液位超声检测电路设计科技情报开发与经济程荫杭基于超声波传感器的测距系统设计仪表技术与传感器,致谢在做毕业设计的期间,我的指导老师李世军老师不辞辛苦,孜孜不倦的指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到课题的最终完成,李老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持,为我们解答各项工作过程中遇到的难题。通过李老师的督促和指导我才能得以顺利的完成毕业设计......”。
7、“.....附录Ⅰ系统电路图附录Ⅱ系统部分源程序初始化程序器件配置文件信号进行放大滤波。其总放大增益。以下是的引脚注释。脚超声信号输入端,该脚的输入阻抗约为。脚该脚与地之间连接串联网络,它们是负反馈串联网络的个组成部分,改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻或减小,将使负反馈量增大,放大倍数下降,反之则放大倍数增大。但的改变会影响到频率特性,般在实际使用中不必改动,推荐选用参数为,脚该脚与地之间连接检波电容,电容量大为平均值检波,瞬间相应灵敏度低若容量小,则为峰值检波,瞬间相应灵敏度高,但检波输出的脉冲宽度变动大,易造成误动作,推荐参数为。脚接地端。脚该引脚与电源间接入个电阻,用以设置带通滤波器的中心频率,阻值越大,中心频率越低。脚该引脚与地之间接个积分电容,标准值为,如果该电容取得太大,会使探测距离变短。脚遥控命令输出端,它是集电极开路输出方式,因此该引脚必须接上个上拉电阻到电源端,推荐阻值为,没有接受信号是该端输出为高电平,有信号时则产生下降。脚电源正极......”。
8、“.....利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波时间。当收到超声波反射波时,接收电路输出产生个负跳变,在或端产生个中断请示信号,单片机响应外部中断请示,执行外部中断服务子程序,读取时间差,计算距离。其部分源程序如下显示显示显示串口通信电路设计是单片机间,或单片机与上位机间通讯联络用。作为的电平转换芯片,完成电平到电平的转换。是种双组驱动器接收器,片内含有个电容性电压发生器以便在单电源供电时提供电平。典型的信号在正负电平之间摆动,在发送数据时,发送端驱动器输出正电平在,负电平在电平。当无数据传输时,线上为,从开始传送数据到结束,线上电平从电平到电平再返回电平。电容可以取到之间的电容,有极性无极性均可,但是使用有极性的电容定注意正负方向。据查阅资料由标准规定在码元畸变小于的情况下,传输电缆长度应为,在实际应用中。约有的用户是按码元畸变的范围工作的,所以实际使用中最大距离会远超过,般能满足个人和近距离设备的需要......”。
9、“.....用到了芯片。在最简单的直接传送通信系统中,只要发送和接收双方同时准备好,仅用信号发送端,信号接收端和信号地根线即可进行通信。在单片机系统中,分别从和引出串口线和转换成接口标准的电平,这样,二者之间就可以通过接口进行数字信号的传送,其电路图如下图所示。机与单片机的硬件连接串口是机上种非常通用的设备通信协议。多数机提供两个针或针的标准串行口,简称为和。大多数计算机应用系统与智能单元之间只要使用到根信号线即可工作,需使用发送数据接收数据地线等信号线,但有时还需使用发送数据请求清除发送数据终端就绪数据发送就绪等信号线。串口通信的实现单片机硬件系统是个典型的信号采集系统,机控制端先给单片机发送开始指令和有关系统测量参数,单片机接收到后硬件系统开始工作,进行数据采集,采集到的信号经放大和变换后送入单片机,单片机把处理后的数据按每个个字节为帧整理成帧,然后通过接口传到计算机。计算机首先对单片机发过来的每帧数据进行正确的接收,并对数据进行实时显示,然后再进行必要的处理......”。
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