0传感器与测试技术课程设计题目超声波测距系统设计学校四川广播电视大学专业机械设计制造及其自动化班级135100083012502姓名陈康峰学号1351001223255指导教师熊纪宇完成时间2014年4月18号1目录一、课程设计目的.............................................................2二、课程设计题目.............................................................2三、课程设计内容及要求.......................................................21、设计内容..............................................................22、设计要求..............................................................2四、传感器工作原理...........................................................2五、系统框图.................................................................4六、单元电路设计原理.........................................................41、LED显示电路与键盘控制电路设计........................................42、超声波发射电路设计....................................................53、超声波接收电路设计....................................................74、串口通信与蜂鸣器电路设计.............................................8七、软件设计与系统调试......................................................91、主程序流程图........................................................101.1发射程序与接收流程图............................................101.2中断子程序及流程图..............................................111.3距离计算与显示子程序............................................12八、设计中的问题及解决方法..................................................13九、参考文献................................................................142一、课程设计目的通过《传感器及检测技术》课程设计，掌握传感器及检测系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。进一步理解传感器及检测系统的设计和应用。二、课程设计题目：超声波测距系统设计三、课程设计内容及要求1、设计内容采用40KHz的超声波发射和接收传感器测量距离。可采用发射和接收之间的距离，也可将发射和接收平行放在一起，通过反射测量距离。功能：1）LED数码管显示测量距离，精确到小数点后一位（单位：cm）。2）测量范围：30cm～200cm，3）误差＜0.5cm。4）其它。2、设计要求1）掌握传感器的工作原理及相应的辅助电路设计方法。2）独立设计原理图及相应的硬件电路。3）设计说明书格式规范，层次合理，重点突出。并附上详细的原理图四、传感器工作原理超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，就成为超声接收波换能器。超声测距大致有以下方法：①取输出脉冲的平均值电压，该电压(其幅值基本固定)与距离成正比，测量电压即可测得距离；②测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，测距原理如图2-1所示，距离公式为s=ct/2，其中c为声速。通过测量发射与接受装置之间的距离h，利用直角三角形可求得222/hsd）（。因为s》h，则d=s，d=s=ct/2。本测量电路采用第二种方案。3图4-1测距原理图在空气中，常温下超声波的传播速度是334米/秒，但其传播速度v易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响，其中受温度的影响较大，如温度每升高1℃，声速增加约0.6米/秒。声速与温度关系如表4-2所示。因此在测距精度要求很高的情况下，应通过对温度补偿的方法对传播速度加以校正。已知现场环境温度T时，超声波传播速度V的计算公式可近似如下：V=331.5+0.607T这样，只要测得超声波发射和接收回波的时间差t以及现场环境温度T，就可以精确计算出发射点到障碍物之间的距离。表4-2声速与温度关系表：温...
