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自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书 便携式测距仪系统设计 便携式测距仪系统 测距系统设计开题报告

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毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 本课题是应用性课题，要求学生通过设计一个单片机控制系统对单片机原理及其开发技术作一个全面的复习，完成系统电路原理图、学会选择各种接口器件并掌握接口技术，制作出符合设计要求的硬件电路板，并编写相应的程序和进行程序的调试。通过毕业设计进一步提高自已的动手能力。 通过本毕业设计，使学生能综合大学期间所学的知识，学会通过查阅资料，根据要求独立完成一个单片机测控系统的设计,硬件制作和程序编写，从而培养学生的独立设计能力和应用能力。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本课题是应用性课题，要求学生通过设计一个单片机控制系统对单片机原理及其开发技术作一个全面的复习，完成系统电路原理图、学会选择各种接口器件并掌握接口技术，制作出符合设计要求的硬件电路板，并编写相应的程序和进行程序的调试。通过毕业设计进一步提高自已的动手能力。 要求设计一个便携式测距仪，通过对目前已有的测距仪进行分析，通过传感器、接口电路、单片机以及测距系统的研究，达到能在一定精度范围内测量距离的要求。 要求：1.设计系统实现方案，并进行仿真调试，验证设计方案2.选择控制器，进行硬件电路的设计，包括检测电路、提示电路上、显示电路、操控电路、外围辅助电路等；3.软件编制程序，实现系统各部分的功能4.系统焊接和调试，实现各功能测试5.封装实物电路。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求： 1.设计单片机控制系统,画出系统原理图。2.编写相应的控制程序（附全部程序）3.进行系统仿真，总体调试通过，编写设计说明书。4.完成毕业设计论文（1万字（含程序等）。5.要求结合毕业设计（论文）课题参阅一篇以上的外文资料，并翻译至少一万印刷符（或译出3千汉字）以上的译文。4主要参考文献： 1孔雅琼.基于单片机的超声测距仪研究与开发D国防科学技术大学研究生院， 2007.112张毅刚等.MCS51单片机应用设计M.哈尔滨工业大学出版社,19973王福瑞.单片微机测控系统设计大全M. 北京航空航天大学出版社，19984沈金德等.MCS-51系列单片机接口电路与应用程序实例M.北京：北京航空航天大学出版社，19925第三届全国大学生电子设计竞赛组委会.第三届大学生电子设计竞赛获奖作品选编M.北京理工大学出版社，19996程铁栋,杨丽荣.CPLD和单片机的高精度超声测距系统J.单片机与嵌入式系统应用,2005,127李为民.基于sTc89单片机的超声测距仪J.陕西师范大学学报(自然科版),2005,33(6)8施仁，刘文江，郑辑光.自动化仪表与过程控制M.电子工业出版社,20039程铁栋,杨丽荣.CPLD和单片机的高精度超声测距系统J.单片机与嵌入式系统应用,2005,1210黄贤武.曲波.传感器的实际应用M.电子科技大学出版社,199811周兴华，手把手教你学单片机M.北京航空航天大学出版社，200512谭浩强， C程序设计M.清华大学出版社，199113沈庆阳，郭庭吉，8051单片机实践与应用M.清华大学出版社，200214秦旭.用LM92温度传感器补偿的高精度超声波测距仪J电子产品世界,2003.615常静,贺焕林.减少超声波测距仪盲区的研究J.中国棉花加工,2005年第5期毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起讫日期工 作 内 容2015.11.102015.12.13调研、收集相关资料、对学生进行初步辅导，拟题、选题、填写任务书。2015.12.152015.12.31学生查看任务书，为毕业设计的顺利完成，进行前期准备。12月31日前正式下发任务书。12月21日两个系提交专业选题分析总结（撰写要求详见对内通知中附件2）2016.01.092016.04.05学生在指导教师的具体指导下进行毕业设计创作；拟定论文提纲或设计说明书（下称文档）提纲；撰写及提交开题报告、外文参考资料及译文、论文大纲；在2016年4月5日前学生要提交基本完成的毕业设计创作成果以及文档的撰写提纲，作为中期检查的依据。指导教师指导、审阅，定稿由指导教师给出评语，对论文主要工作未通过的学生下发整改通知。2016.04.062016.04.10提交中期课题完成情况报告给指导教师审阅；各专业组织中期检查（含毕业设计成果验收检查）。2016.04.112016.05.10进行毕业设计文档撰写；2016年5月8日为学生毕业设计文档定稿截止日。2016年5月9日-13日，指导教师和评阅教师通过毕业设计（论文）管理系统对学生的毕业设计以及文档进行评阅，包括打分和评语。5月1日前，做好答辩安排，通知学生回校进行答辨2016.05.142016.05.15查看答辩安排，毕业设计（论文）小组答辩2016.05.162016.05.29对未通过答辨的学生进行二次答辨完成毕业设计的成绩录入2016.05.302016.06.07根据答辩情况修改毕业设计（论文）的相关材料，并在毕业设计（论文）管理系统中上传最终稿，并且上交纸质稿。2016年6月7日为学生毕业设计文档最终稿提交截止日。2016.06.072016.06.30各系提交本届毕业设计（论文）的工作书面总结及相关材料。所在专业审查意见：通过负责人： 2015 年 12 月21 日 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1000字左右的文献综述： 一、超声测距的应用超声测距指的是利用超声波的反射特性进行距离测量,在车辆自动导航、机器人的定位和对象识别、海洋水声以及工业距离的测量方面具有重要意义。近年来,随着超声测距技术研究的不断深入和超声波防尘、防雾、非接触式的特有优点逐渐为人们所重视,超声测距的应用变得越来越普及。目前,超声测距技术已广泛地应用于机械制造、电子冶金、航海、宇航、石油化工、交通等工业领域大部分的超声应用问题都可以统一到超声测距问题上来。于是,超声测距这个古老而前沿的课题又重新焕发出蓬勃的生命力。深入研究超声波测距的相关技术及方法,对超声检测的应用和普及更具有重要的现实意义。二、超声测距技术常见的测距原理和方法主要有脉冲回波法和相位差法两种,下面做出介绍和比较。PeUam和Galt于1946年提出了脉冲回波法,其工作原理是:用超声脉冲激励超声探头向外辐射超声波，同时接收从被测物体反射回来的超声波(简称回波),通过检测或估计从发射超声波至接收回波所经历的射程时间ToF(Time of Flight),计算超声波探头与被测物体之间的距离d。在超声的传播过程中,许多因素会对传播速度造成影响,压强、介质密度、风向、温度等因素都会通过影响速度进而影响距离测量,一般工程上只考虑温度影响,当温度c确定以后,另一个可变参量ToF就成为测距的关键,如何做到准确测量射程时间成为本方法的关键问题。相位差法与脉冲回波法的不同体现在对回波的处理方式上,由超声波换能器接收端获得调制声波的回波,经放大电路转换后,得到与放大的相位完全相同的电信号,此电信号放大后与光源的驱动电压相比较,测得两个正弦电压的相位差,根据所测相位差就可算得所测距离。由于采用的是相位比较,使得测距精确度大大提高,但这种方法本身存在明显的缺陷。由于相位测量存在以Zn为周期的多值解,从而容易造成解的不确定性。为了消除多解,常常需要引入包络检测和采用发射多种不同频率波的方式减小不确定度,这就使得该方法的实现复杂化。因此,国内外绝大多数超声测距研究都使用脉冲回波法。三、超声测距仪的发展趋势超声测距仪在近几十年来的研究中不断吸收多门类、多学科的知识和理论,综合了现代声学、控制论、数字信号处理和计算机应用等学科,涵盖了传感器、集成电路、机械制造等技术,课题领域涉及换能器阵列和机械构造研究、电路阻抗匹配研究、滤波器设计、处理器控制等方面,逐渐发展为一个综合性、专门化的研究课题,研究方向向实用化和高精化纵深发展。目前已研制出的超声测距仪中,测距量程一般为312m,美国AIRMAR公司生产的AirducerAR3o超声波传感器的作用距离可达30m,但价格昂贵。在3m12m内,多数研究成果都以绝对误差作为参照,与准确值的差距在厘米数量级范围内。如采用互相关或伪随机码等算法,精确度一般可以得到进一步提高,绝对误差可控制在5cm以内,和激光侧距、视觉传感器等方式相比,在提高测距量程和精确度方面,超声测距仪器还有很大的发展潜力和上升空间。此外,实用性也是一个重要的发展趋势,研制自动化、智能化、成本低、体积小的测距仪将为工程技术人员提供更多便利。 参考文献1胡萍.超声波测距仪的研制.计算机与现代化，2003.102时德刚，刘哗.超声波测距的研究.计算机测量与控制，2002.103华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉：武汉华中科技大学出版社，2002.54李华.MCU-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1993.65陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术(第二版).武汉：华中理工大学出版社，1999.46徐淑华，程退安，姚万生.单片机微型机原理及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.6.7苏长赞.红外线与超声波遥控.北京：人民邮电出版社，1993.78张谦琳.超声波检测原理和方法.北京：中国科技大学出版社，1993.109九州.放大电路实用设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.510樊昌元，丁义元.高精度测距雷达研究.电子测量与仪器学报，2000.1011苏伟，巩壁建.超声波测距误差分析.传感器技术，2004.12永学等.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20及应用.电子产品世界，2003.1213胜全.D18B20数字温度计在微机温度采集系统中的序编制.南京：南京大学出版社1998.314恒清，张靖.加强单片机系统抗干扰能力的方法.通化师范学院学报，2004.1015晗晓，袁慧梅.单片机系统的印制板设计与抗干扰技术.电子工艺技术，2004.616丰，薛红宣.采用软件抗干扰设计提高微机系统的可靠性.电子产品世界，2004.117占操，梁厚琴，曹燕.单片机系统中的软件抗干扰技术.电子技术，2003.318华兵.MCS-51单片机原理应用.武汉：武汉华中科技大学出版社，2002.519继兴，刘霞.单片机系统软件抗干扰措施分析.电子测量技术，200320田华等.可编程单总线数字式温度传感器DS18B2的原理与应用.电子质量，2004.7毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 一、本课题研究及解决的问题设计出以单片机为核心控制声波测距仪系统，在广泛借鉴了各种设计的优点的同时，充分考虑设计中的各个环节，包括产生40KHz的方波，在接收电路中，对所接收方波进行滤波、放大、整形等步骤。以及超声波发射和接收过程中所产生的温度误差，硬件电路误差的分析。超声波测距仪的设计要求：（1）设计出超声波测距仪的硬件结构。（2）对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。（3）对设计的电路进行分析。（4）以数字的形式显示测量距离。二、本课题拟采用的研究手段（途径） 本设计采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。整个店里采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计出系统总体方案，最后通过硬件和软件实现各功能模块。 本课题主要研究步骤1）通过阅读书籍掌握超声波测距仪原理，用单片机控制超声波的产生发射与接收。2）用4位共阳LED数码管通过单片机控制输出显示测量结果。3）选择合适的电气元件，绘制草图。4）设计电路图，应用单片机编写程序控制。毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 指导教师意见：1对“文献综述”的评语： 能认真阅读相关的资料，并对与毕业设计相关的资料进行分析，对超声测距的意义，超声测距的原理及目前应用状况和发展趋势进行了综述，文献综述条理清楚，格式正确。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 通过设计一个设计出以单片机为核心的超声波测距仪系统，包括产生40KHz的超声波方波，在接收电路中，对所接收方波进行滤波、放大、整形等。要求完成电路的设计，程序的设计，并利用Proteus仿真软件对所设计的电路进行仿真验证。 课题有一定的深度和广度，如果认真完成毕业设计，结果符合本科毕业设计要求。3.是否同意开题： 同意 不同意 指导教师： 2016 年 01 月 05 日所在专业审查意见：同意 负责人： 2016 年 03 月 28 日Ultrasonic Ranging TechnologyThe features of the good performance,low cost，easy use are inearnated in the ultrasonic distance measurement sensor.The ultrasonic distance measurement sensor is usually used at thescene robot positioning system，automatic vehicle navigation，the safety of vehicles traveling support system，the uran traffic management and the highway management monitoring system，as well as the detect in rivers，oil wells，storages and materials.The ultrasonic wave transmssion is not easy todisturb，its energy consumption is slowly and it can be transmitted distantly in the medium，so it isfrequently used in ultrasonic distance measurement.For example，the range finder and the materiallevel finder can be aehieved by ultrasonic wave.Therefore，the in-depth study of the generationand transmission law of ultrasonic and the development of high-performance ultrasonic sensor andtransmit and receive circuits is of great practical significance in the development of ultrasonicdetection technology.The design introduces the principle of the ultrasonic distance measurement instrument based on SCMC-controlled: AT89C51 controls timers to produce the ultrasonic wave pulse and time,count the time of ultrasonic wave spontaneous emission to receive round-trip,thus obtains the measured distance.And the temperature compensation adjustment is used in the data processing, with four LED nixie tubes display distance or temperature by switching.The entire hardware circuit is composed by ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, the power circuit, display circuit, and other modules. The probe signals are integrated analysised by SCMC to achieve the various functions of ultrasonic distance measurement instrument. Based on this has designed systems overall concept, final adoption of hardware and software to achieve the various functional modules. The relevant parts have the hardware schematics and process flow chart.It has given the system constitution, the circuitry and the programming. The instrument system has features: ease of control, stability of operation, highness of precision and distinctness of programme process ,etc. After the realization of the works can be used for needs of the various parameters measured distance applications.Ultrasonic ranging technology has wide using worth in many fields，such as the industriallocale，vehicle navigation and sonar engineeringNow it has been used in level measurement，self-guided autonomous vehicles fieldwork robots automotive navigation，air and underwater targetdetection，identification，location and so onSo there is an important practicing meaning to learn theranging theory and ways deeply. To improve the precision of the ultrasonic ranging system in hand，satisfy the request of the engineering personnel for the ranging precision，the bound and the usage，aportable ultrasonic ranging system based on the single chip processor was developed1.With the development of science and technology the improvement of peoplesstandard of living speeding up the development and construction of the city. urbandrainage system have greatly developed their situation is constantly improving. Howeverdue to historical reasons many unpredictable factors in the synthesis of her time the citydrainage system. In particular drainage system often lags behind urban construction.Therefore there are often good building excavation has been building facilities to upgradethe drainage system phenomenon. It brought to the city sewage and it is clear to the citysewage and drainage culvert in the sewage treatment system. comfort is very important topeoples lives. Mobile robots designed to clear the drainage culvert and the automaticcontrol system Free sewage culvert clear guarantee robot the robot is designed to clear theculvert sewage to the core. Control System is the core component of the development ofultrasonic range finder. Therefore it is very important to design a good ultrasonic rangefinder.2. A principle of ultrasonic distance measurement 2.1 The principle of piezoelectric ultrasonic generator Piezoelectric ultrasonic generator is the use of piezoelectric crystal resonators to work.Ultrasonic generator the internal structure as shown it has two piezoelectric chip and aresonance plate. When its two plus pulse signal the frequency equal to the intrinsicpiezoelectric oscillation frequency chip the chip will happen piezoelectric resonance andpromote the development of plate vibration resonance ultrasound is generated. Converselyif the two are not inter-electrode voltage when the board received ultrasonic resonance itwill be for vibration suppression of piezoelectric chip the mechanical energy is convertedto electrical signals then it becomes the ultrasonic receiver. The traditional way to determine the moment of the echos arrival is based onthresholding the received signal with a fixed reference. The threshold is chosen well abovethe noise level whereas the moment of arrival of an echo is defined as the first moment theecho signal surpasses that threshold. The intensity of an echo reflecting from an objectstrongly depends on the objects nature size and distance from the sensor. Further the time interval from the echos starting point to the moment when it surpasses the threshold changes with the intensity of the echo. As a consequence a considerable error may occur Even two echoes with different intensities arriving exactly at the same time will surpass thethreshold at different moments. The stronger one will surpass the threshold earlier than theweaker so it will be considered as belonging to a nearer object.2.2The principle of ultrasonic distance measurement Ultrasonic transmitter in a direction to launch ultrasound in the moment to launch thebeginning of time at the same time the spread of ultrasound in the air obstacles on his wayto return immediately the ultrasonic reflected wave received by the receiver immediatelystop the clock. Ultrasound in the air as the propagation velocity of 340m / s according tothe timer records the time t we can calculate the distance between the launch distancebarrier s that is: s 340t / 23.Ultrasonic Ranging System for the Second Circuit Design System is characterized by single-chip microcomputer to control the use of ultrasonictransmitter and ultrasonic receiver since the launch from time to time single-chip selectionof 8751 economic-to-use and the chip has 4K of ROM to facilitate programming. Circuitschematic diagram shown in Figure 2. Figure 1 circuit principle diagram 3.1 40 kHz ultrasonic pulse generated with the launch Ranging system using the ultrasonic sensor of piezoelectric ceramic sensors UCM40its operating voltage of the pulse signal is 40kHz which by the single-chip implementationof the following procedures to generate.puzel: mov 14h 12h ultrasonic firing continued 200mshere: cpl p1.0 output 40kHz square wave nop nop nop djnz 14h here ret Ranging in front of single-chip termination circuit P1.0 input port single chipimplementation of the above procedure the P1.0 port in a 40kHz pulse output signal afteramplification transistor T the drive to launch the first ultrasonic UCM40T issued 40kHzultrasonic pulse and the continued launch of 200ms. Ranging the right and the left side ofthe circuit respectively then input port P1.1 and P1.2 the working principle and circuit infront of the same location.3.2 Reception and processing of ultrasonic Used to receive the first launch of the first pair UCM40R the ultrasonic pulsemodulation signal into an alternating voltage the op-amp amplification IC1A and afterpolarization IC1B to IC2. IC2 is locked loop with audio decoder chip LM567 internalvoltage-controlled oscillator center frequency of f0 1/1.1R8C3 capacitor C4 determinetheir target bandwidth. R8-conditioning in the launch of the carrier frequency on theLM567 input signal is greater than 25mV the output from the high jump 8 feet into alow-level as interrupt request signals to the single-chip processing. Ranging in front of single-chip termination circuit output port INT0 interrupt thehighest priority right or left location of the output circuit with output gate IC3A accessINT1 port single-chip while single-chip P1.3 and P1.4 received input IC3A interrupted by the process to identify the source of inquiry to deal with interrupt priority level for the first left right after. Part of the source code is as follows:receive1: push psw push acc clr ex1 related external interrupt 1 jnb p1.1 right P1.1 pin to 0 ranging from right to interrupt service routine circuit jnb p1.2 left P1.2 pin to 0 to the left ranging circuit interrupt service routine return: SETB EX1 open external interrupt 1 pop acc pop psw retiright: . right location entrance circuit interrupt service routine Ajmp Return left: . left Ranging entrance circuit interrupt service routine Ajmp Return3.3 The calculation of ultrasonic propagation time When you start firing at the same time start the single-chip circuitry within the timerT0 the use of timer counting function records the time and the launch of ultrasonic reflected wave received time. When you receive the ultrasonic reflected wave the receiver circuit outputs a negative jump in the end of INT0 or INT1 interrupt request generates a signal single-chip microcomputer in response to external interrupt request the implementation of the external interrupt service subroutine read the time difference calculating the distance . Some of its source code is as follows: RECEIVE0: PUSH PSWPUSH ACCCLR EX0; related external interrupt 0MOV R7, TH0; read the time valueMOV R6, TL0CLR CMOV A, R6SUBB A, # 0BBH; calculate the time differenceMOV 31H, A; storage resultsMOV A, R7SUBB A, # 3CHMOV 30H, ASETB EX0; open external interrupt 0POP ACCPOP PSWRETIFor a flat target, a distance measurement consists of two phases: a coarse measurement and. a fine measurement:Step 1: Transmission of one pulse train to produce a simple ultrasonic wave.Step 2: Changing the gain of both echo amplifiers according to equation , until the echo isdetected.Step 3: Detection of the amplitudes and zero-crossing times of both echoes.Step 4: Setting the gains of both echo amplifiers to normalize the output at, say 3 volts.Setting the period of the next pulses according to the : period of echoes. Setting the time window according to the data of step 2.Step 5: Sending two pulse trains to produce an interfered wave. Testing the zero-crossingtimes and amplitudes of the echoes. If phase inversion occurs in the echo, determine to otherwise calculate to by interpolation using the amplitudes near the trough. Derive t sub m1 and t sub m2 .Step 6: Calculation of the distance y using equation .4. The ultrasonic ranging system software designSoftware is divided into two parts, the main program and interrupt service routine. Completion of the work of the main program is initialized, each sequence of ultrasonic transmitting and receiving control.Interrupt service routines from time to time to complete three of the rotation direction of ultrasonic launch, the main external interrupt service subroutine to read the value of completion time, distance calculation, the results of the output and so on.5. ConclusionsRequired measuring range of 30cm 200cm objects inside the plane to do a number of measurements found that the maximum error is 0.5cm, and good reproducibility. Single-chip design can be seen on the ultrasonic ranging system has a hardware structure is simple, reliable, small features such as measurement error. Therefore, it can be used not only for mobile robot can be used in other detection systems.Thoughts: As for why the receiver do not have the transistor amplifier circuit, because the magnification well, integrated amplifier, but also with automatic gain control level, magnification to 76dB, the center frequency is 38k to 40k, is exactly resonant ultrasonic sensors frequency.Ultrasonic ranging system design Publication title: Sensor Review. Bradford: 1993. Vol. 13超声测距技术在空气介质中，超声测距传感器因其性能好，价格低廉、使用方便，在现场机器人定位系统、车辆自动导航、车辆安全行驶辅助系统、城市交通管理和高速公路管理监测系统，以及河道、油井和仓库及料位的探测中都有应用。由于超声波传播不容易受干扰，能量消耗缓慢，并且在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。为此，深入研究超声波的产生与传播规律、开发高性能超声波换能器及其收发电路，对于超声波检测技术的发展具有十分重要的现实意义。本设计介绍了基于单片机控制的超声测距仪的原理：由AT89C51控制定时器产生超声波脉冲并计时，计算超声波自发射至接收的往返的时间，从而得到了实测距离。并且在数据处理中采用了温度补偿的调整，用四位LED数码管切换显示距离和温度。整个硬件电路由超声波发射电路、超声波接收电路、电源电路、显示电路等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能的模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图，给出了系统构成、电路原理及程序设计。此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点。实现后的作品可用于需要测量距离参数的各种应用场合。超声测距技术在工业现场、车辆导航、水声工程等领域都具有广泛的应用价值，目前已应用于物位测量、机器人自动导航以及空气中与水下的目标探测、识别、定位等场合。因此，深入研究超声的测距理论和方法具有重要的实践意义。为了进一步提高测距的精确度，满足工程人员对测量精度、测距量程和测距仪使用的要求，本文研制了一套基于单片机的便携式超声测距系统。1 随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是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，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。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。2 波测距原理2.1 压电式超声波发生器原理 压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构，它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率时，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，这时它就成为超声波接收器了。 测量脉冲到达时间的传统方法是以拥有固定参数的接收信号开端为基础的。这个界限恰恰选于噪音水平之上，然而脉冲到达时间被定义为脉冲信号刚好超过界限的第一时刻。一个物体的脉冲强度很大程度上取决于这个物体的自然属性尺寸还有它与传感器的距离。进一步说，从脉冲起始点到刚好超过界限之间的时间段随着脉冲的强度而改变。结果，一种错误便出现了两个拥有不同强度的脉冲在不同时间超过界限却在同一时间到达。强度较强的脉冲会比强度较弱的脉冲超过界限的时间早点，因此我们会认为强度较强的脉冲属于较近的物体。2.2 声波测距原理 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传