基于单片机的超声波测距系统设计

hthjgjkkl

摘要：利用超声波测量距离是一种有效的非接触式测距方法，本文介绍单片机控制的超声波测距系
- ], V# ^9 D& d' |. k% Y5 U" o统的原理，给出系统的硬件构成和软件控制流程，并在数据处理中采用了温度补偿修正。此
系统具有易控制、工作可靠，测量精度高的优点。
引言
9 l" m- S. J* M4 h/ M- q超声波在工业生产、医疗技术、日常生活中的应用越来
越多。超声波在介质中传播时在不同界面上具有反射的特
7 U( C: x$ `" T, ]  z, Z: o" B' S2 Y性，由于它有指向性强、方向性好、传播能量大、传播距离
较远等特点，所以常用于测量物体的距离、厚度、液位等。
其传播速度与介质的密度和弹性特性有关，它在空气中的传
5 _, Z5 {* K2 a; _. ~3 ^) ]播速度为340m/s。超声波测距的方法有渡越时间法、频差
( j/ ~( m' R) E2 V法、幅值法等，本文利用超声波特性、渡越时间法，以采用
- _% `4 J) \: h' y* jAT89C51单片机作为核心控制器件，应用Polaroid 600系列
3 z% ~1 i+ v2 C, p" \( h+ b超声波传感器、Polaroid 6500系列超声波距离模块，实现超.
% K" y* C5 ]5 c, }) C" B声波非接触式测距。由于超声波在空气中传播速度会随介质
' g; t, L* ?9 R. W温度的升高而增大，影响测量精度，给出了修正方案。该系
统可广泛应用于位移和距离测量。
1超声 波测距工作原理
超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传
播，到达测量目标或障碍物后反射回来，其所经历的时间与.
2 m8 [9 i  Y" ]超声波传播的路程的远近有关，测试传输时间可以得出距
离，只要从测量点某--时间发射超声波，并测量该声波返回
4 W8 R! g7 C9 l: F& G$ G的时间即可实现测距。
7 [1 A0 D9 Q9 h! p" R- P5 y假如L (m)表示物体之间的距离，测得的时间为T .
(s)， 传播速度为V (m/s) 表示，则有以下关系式:
L= T.V/2 (m)
1 ^( v1 c" o; n- K8 ^! |$ b, c: v但传播速度会随环境温度变化而变化。在空气中的传播
速度，若以t (C)表示环境温度，则传播速度为
) {& ]& A" v) _, c2 P& D) KV=331.5+0.6t (m/s)
% K& z& \# c8 e) T  m9 u  O气温为15C的音速为340.5m/s，25C的时候为
. ^6 J, ^0 K9 t2 T$ N6 T) n346.5m/s，测试距离约有2%的误差。测量时按上式对超声
波传播速度加以修正，以减小误差。
% O$ ]5 I! r- ?4 w7 g# [2系统构成
7 k! q0 s- `; X3 }& i& _* I* B3 Z系统构成框图如下图1所示。该超声波测距系统由Sen-
6 j$ A( K( ]/ dsComp公司生产的Polaroid 600系列超声波传感器、Polaroid
" L- N7 X3 p/ P. @: V3 c$ x. a. E: e6500系列超声波距离模块和AT89C51单片机构成。Polaroid
600超声波传感器是集发射和接收- - 体的传感器，发射频率
) H+ W. N. J6 l2 c+ T为49.4KHz,发射角度为30度。超声波传感器有一-定惯

附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

chencol

谢谢分享