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1、简要说明简要说明超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。利用超声测量、建筑施工工地以及一些工业现场。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到波检测往往比较迅速、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的实时控制，并
2、且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。应用。第1页/共14页公式：S=Ct/2(S距离；C超声波空气中速度；t发射和接收回波的时间差超声波测距系统框图 基本原理基本原理第2页/共14页总体设计方案总体设计方案由单片机产生40kHz的方波，输出，再经过放大电路，驱动超声波发射探头发射超声波。发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波接收头接收到信号，通过接收电路的检波放大、积分整形及一系列处理,送至单片机。单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离,并由单片机控制显示出来。
3、时序图如图 第3页/共14页发射电路的设计发射电路的设计 由单片机产生的由单片机产生的40kHz的方波需要进行放大，的方波需要进行放大，才能驱动超声波传感器才能驱动超声波传感器发射超声波，发射驱动电路发射超声波，发射驱动电路其实就是一个信号放大电路，其实就是一个信号放大电路，采用变压器放大电路采用变压器放大电路第4页/共14页发射电路发射方波信号第5页/共14页接收电路的设计接收电路的设计 第6页/共14页Multisim仿真输出波形结果如下图第7页/共14页显示模块的设计显示模块的设计 第8页/共14页超声波测距系统的软件设计超声波测距系统的软件设计（程序流程图，程序流程图，(a)(a)为为
4、主程序流程图，主程序流程图，(b)(b)为定时中断子程序流程图，为定时中断子程序流程图，(c)(c)为外部中断子程序流程图。）为外部中断子程序流程图。）a a b b c c第9页/共14页误差分析误差分析1、声速引起的误差、声速引起的误差 声波是媒质中传播的质点的位置、压强和密度对相应静止值的扰动。传播速度声波是媒质中传播的质点的位置、压强和密度对相应静止值的扰动。传播速度为为 ：式中式中E E为媒质的弹性模量，单位为媒质的弹性模量，单位kg/mm2kg/mm2；为媒质的密度，单位为媒质的密度，单位kg/mm3kg/mm3；E E 为为复数，其虚数部分代表损耗复数，其虚数部分代表损耗;c c也是复数，其实数部分代表传播速度，虚数部分也是复数，其实数部分代表传播速度，虚数部分则与衰减常数有关则与衰减常数有关 第10页/共14页2 2、声速受温度影响声速受温度影响 空气中声速-温度图第11页/共14页数据测量数据测量实际实际距离距离（cmcm）303050507070100100140140160160200200测量距离测量距离（cmcm）345372112138167190第12页/共14页总电路图第13页/共14页谢谢您的观看！第14页/共14页