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單片機超聲波測距技術成熟嗎

發布時間:2022-09-08 07:25:07

單片機超聲波測距儀發展前景怎麼樣

空間還是很大的。不過關鍵的不是在單片機,而是在模擬電路和感測器。

Ⅱ 用單片機做紅外線測距儀和超聲波測距儀哪個精度高

超聲波做的好了可以精確到毫米。紅外可用來做接近開關不是很精確

Ⅲ 用51單片機實現超聲波測距怎樣才可以測到4m

輸出用並聯門電路驅動,如CD4069,以增大輸出電流。
接收採用低雜訊運放,如NE5532,放大1000倍。
採用接收,發射分開的探頭
超聲波測距系統的軟體設計,由於超聲發射感測器與超聲接收感測器相隔很近,當發射超聲波時,接收感測器會收到很強的干擾信號。為防止系統的誤測,在軟體上採用延遲接收技術,來提高系統的抗干擾能力。一旦按下起始鍵,即發送發射超聲波的指令,同時單片機控制系統開始執行程序,完成對溫度的采樣、濾波,然後獲得發送、接收超聲波的時間間隔,最後計算出距離值。
(1) 接收放大電路,可加入帶通濾波或鎖相放大(LM567)以盡可能減少干擾信號引起誤觸發,另外為防止發射信號直接進入接收端所以設置一定的延時。鎖相應用電路,調整在40KHZ上,但要考慮加入後對接收處理的延時,用軟體調整。
另一方面可採用自動增益補償技術,隨著時間的增加, AGC的放大倍數呈指數規律變化,從而保證了超聲波接收器波形的幅值不隨測量距離的變化而大幅變化,使得每次在同一個波頭觸發計時電路,提高了系統測量准確度。電路可以採用如下圖所示或者採用單片AD603實現,在這里不具體討論。
(2)發射驅動電路,為放大驅動脈沖可以再加入一級三極體放大電路,三極體要選用高頻的如9018以減少放大後波形的失真;另一方面還可以根據超聲波發生器的特點合理設計阻抗匹配,功放效率和機電轉換效率;為此可採用脈沖變壓器,脈沖變壓器是超聲換能器驅動電路中最重要的器件,它的用途是升高脈沖電壓信號,並使功率放大器的輸出阻抗與換能器的負載阻抗匹配。一般脈沖變壓器以變壓器的功率、原副邊電壓信號的幅值確定變壓器的尺寸和變比;而超聲換能器驅動用變壓器則主要以功率和原副邊電感及阻抗匹配確定變壓器的尺寸和變比。缺點是製作和測量都比較麻煩。在大量程應用場合還可以應用電容瞬間放電或電感瞬間放電產生高壓激勵脈沖。
(3)其它可改善的地方,可採用超聲波測距專用晶元SB5027;也可以採用LM1812N單片超聲波收發集成電路。

Ⅳ 超聲波測距儀的發展歷程

隨著科學技術的快速發展,超聲波將在感測器中的應用越來越廣。在人類文明的歷次產業革命中,感測技術一直扮演著先行官的重要角色,它是貫穿各個技術和應用領域的關鍵技術,在人們可以想像的所有領域中,它幾乎無所不在[M]。感測器是世界各國發展最快的產業之一,在各國有關研究、生產、應用部門的共同努力下,感測器技術得到了飛速的發展和進步。但就目前技術水平來說,人們可以具體利用的感測技術還十分有限,因此,這是一個正在蓬勃發展而又有無限前景的技術及產業領域。
超聲波測距與其它非接觸式的檢測方式方法相比,如電磁的或光學的方法它不受光線,被測對象顏色,電磁干擾等影響。超聲波對於被測物體處於黑暗,有灰塵,煙霧,電磁干擾,有毒等惡劣的環境有一定的適應能力。因此在液位測量,機械手控制,車輛自動導航,物體識別等方面有廣泛應用。特別是應用於空氣測距,由於空氣中波速較慢,其回波信號中包含的沿傳播方向上的結構信息很容易檢測出來,具有很高的分辯力,因而其准確度也較其它方法高,而且超聲波感測器具有結構簡單,體積小,信號處理可靠等特點。
超聲波是一種指向性強,能量消耗慢的波。它在介質中傳播的距離較遠。因而超聲波經常用於距離的測量,可解決超長度的測量。
超聲波作為一種特殊的聲波,同樣具有聲波傳輸的基本物理特性,反射,折射,干涉,衍射,散射。與物理緊密聯系,應用靈活。並且更適合與高溫,高粉塵,高濕度和高強電磁干擾等惡劣環境下工作。
超聲波可用於非接觸測量,具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優點,是利用計算超聲波在被測物體和超聲波探頭之間的傳輸來測量距離的,對被測目標無損害。而且超聲波傳播速度在相當大范圍內與頻率無關[J]。超聲波的這些獨特優點越來越受到人們的重視。
在新的世紀里,面貌一新的感測器將發揮更大的作用課程設計目的是單片機原理與介面技術課程設計是在教學及實驗基礎上,對課程所學理論知識的深化和提高。通過單片機原理與介面技術的課程設計,使學生初步掌握設計的基本方法。 培養學生分析問題和解決問題的能力;培養學生應用計算機輔助設計和撰寫設計說明書的能力。

Ⅳ 基於51單片機的超聲波測距儀為什麼只能測到1m遠

這個和你的測距儀的測距電路有關。單片機只處理數據,不參與測量。
提高超聲波測試距離的辦法有三種:
1、降低超聲波的頻率;
2、加大超聲波發射功率;
3、提高超聲波接收的靈敏度,提高放大電路的增益;
如果用的是模塊,要注意它的技術文檔。

Ⅵ 超聲波測距儀的國內外研究現狀

國內從五十年代起對超聲波測距進行了較多的研究,並取得了可喜的成果。近年來由於電子技術的飛速發展,特別是單片機技術的應用,使得原來非常復雜的超聲物位測量儀的設計有了大幅簡化的可能,如採用zilog公司的z86E08單片機控制的超聲波測距數顯裝置,以8098單片機為核心的智能物位測量儀等,從而使得超聲物位測量儀的應用得到更多的普及。

Ⅶ 求超聲波測距發展過程以及國內外現在發展情況,希望能講詳細點!

隨著機器人技術在其誕生後短短幾十年中的迅猛發展,它的應用范圍也逐步由工業生產走向人們的生活。如此廣泛的應用使得提高人們對機器人的了解顯得尤為重要。機器人通過其感知系統察覺前方障礙物距離和周圍環境來實現繞障、自動尋線、測距等功能。超聲波測距相對其他測距技術而言成本低廉,測量精度較高,不受環境的限制,應用方便,將它與紅外、灰度感測器等結合共同實現機器人尋線和繞障功能。超聲波由於指向性強、能量消耗緩慢且在介質中傳播的距離較遠,因而經常用於距離的測量。它主要應用於倒車雷達、測距儀、物位測量儀、移動機器人的研製、建築施工工地以及一些工業現場等,例如:距離、液位、井深、管道長度、流速等場合。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便,且計算簡單、易於做到實時控制,在測量精度方面也能達到工業實用的要求,因此得到了廣泛的應用。本課題的研究是非常有實用和有商業價值的。
由於超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質中傳播的距離較遠,因而超聲波經常用於距離的測量,如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易於做到實時控制,並且在測量精度方面能達到工業實用的要求,因此在移動機器人的研製上
也得到了廣泛的應用。為了使移動機器人能自動避障行走,就必須裝備測距系統,以使其及時獲取距障礙物的距離信息(距離和方向)。超聲波測距系統,就是為機器人了解其前方、左側和右側的環境而提供一個運動距離信息。
為了研究和利用超聲波,人們已經設計和製成了許多超聲波發生器。總體上講,超聲波發生器可以分為兩大類:一類是用電氣方式產生超聲波,一類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等;機械方式有加爾統笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發生器。

Ⅷ 有用單片機作過超聲波測距儀的嗎

建議採用帶有PWM模塊的單片機(如PIC系列的單片機PIC16F73等);這樣比較方便產生40KHz(可以做的比較准,也不佔用CPU);單片機接收可採用捕捉方式(CAPTURE)F73也有這個功能;具體的程序還是要自己去琢磨;

Ⅸ 基於單片機的超聲波測距儀畢業論文

相關範文:

基於單片機的超聲波測距儀設計及其應用分析

[摘要] 本文利用超聲波傳輸中距離與時間的關系,採用AT89C51單片機進行控制及數據處理,設計出了能精確測量兩點間距離的超聲波測距儀。該測距儀主要由超聲波發射器電路、超聲波接收器電路、單片機控制電路、環境溫度檢測電路及顯示電路構成。利用所設計出的超聲波測距儀,對不同距離進行了測試,並進行了詳盡的誤差分析。

[關鍵詞] 超聲波測距 單片機 溫度感測器

隨著社會的發展,人們對距離或長度測量的要求越來越高。超聲波測距由於其能進行非接觸測量和相對較高的精度,越來越被人們所重視。本設計的超聲波測距儀,可以對不同距離進行測試,並可以進行詳盡的誤差分析。

一、設計原理

超聲測距儀是根據超聲波遇到障礙物反射回來的特性進行測量的。超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射同時開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即中斷停止計時。 通過不斷檢測產生波發射後遇到障礙物所反射的回波,從而測出發射超聲波和接收到回波的時間差T,然後求出距離L。基本的測距公式為:L=(△t/2)*C
式中 L——要測的距離
T——發射波和反射波之間的時間間隔
C——超聲波在空氣中的聲速,常溫下取為340m/s
聲速確定後,只要測出超聲波往返的時間,即可求得L。

二、超聲波測距儀設計目標

測量距離: 5米的范圍之內;通過LED能夠正確顯示出兩點間的距離;誤差小於5%。

三、數據測量和分析

1.數據測量與分析
由於實際測量工作的局限性,最後在測量中選取了一米以下的30cm、50cm、70cm、80cm、90cm、100cm 六個距離進行測量,每個距離連續測量七次,得出測量數據(溫度:29℃),如表所示。從表中的數據可以看出,測量值一般都比實際值要大幾厘米,但對於連續測量的准確性還是比較高的。
對所測的每組數據去掉一個最大值和最小值,再求其平均值,用來作為最終的測量數據,最後進行比較分析。這樣處理數據也具有一定的科學性和合理性。從表中的數據來看,雖然對超聲波進行了溫度補償,但在比較近的距離的測量中其相對誤差也比較大。特別是對30cm和50cm的距離測量上,相對誤差分別達到了5%和4.8%。但從全部測量結果看,本設計的絕對誤差都比較小,也比較穩定。本設計盲區在22.6cm左右,基本滿足設計要求。
2.誤差分析
測距誤差主要來源於以下幾個方面:
(1)超聲波發射與接收探頭與被測點存在一定的角度,這個角度直接影響到測量距離的精確值;(2)超聲波回波聲強與待測距離的遠近有直接關系,所以實際測量時,不一定是第一個回波的過零點觸發;(3)由於工具簡陋,實際測量距離也有誤差。影響測量誤差的因素很多,還包括現場環境干擾、時基脈沖頻率等等。

四、應用分析

採用超聲波測量大氣中的地面距離,是近代電子技術發展才獲得正式應用的技術,由於超聲測距是一種非接觸檢測技術,不受光線、被測對象顏色等的影響,在較惡劣的環境(如含粉塵)具有一定的適應能力。因此,用途極度廣泛。例如:測繪地形圖,建造房屋、橋梁、道路、開挖礦山、油井等,利用超聲波測量地面距離的方法,是利用光電技術實現的,超聲測距儀的優點是:儀器造價比光波測距儀低,省力、操作方便。
超聲測距儀在先進的機器人技術上也有應用,把超聲波源安裝在機器人身上,由它不斷向周圍發射超聲波並且同時接收由障礙物反射回波來確定機器人的自身位置,用它作為感測器控制機器人的電腦等等。由於超聲波易於定向發射,方向性好,強度好控制,它的應用價值己被普遍重視。
總之,由以上分析可看出:利用超聲波測距,在許多方面有很多優勢。因此,本課題的研究是非常有實用和商業價值。

五、結論

本設計的測量距離符合市場要求,測量的盲區也控制在23cm以內。針對市場需求,本設計還可以加大發射功率,讓測量的距離更加的遠。在顯示方面,也可以對程序做適當改動,使開始發射超聲波時LED顯示出溫度值,到超聲波回波接收到以後通過計算得出距離值時,LED自動切換顯示距離值,這樣在視覺效果上得到更加直觀的了解。

參考文獻:

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[2]金篆芷王明時:現代感測器技術[M].電子工業出版社.1995.331—335
[3]孫涵芳徐愛卿:MCS一51/96系列單片機原理及應用(修訂版)[M].北京:北京航空航天大學出版社.2002.46-170
[4]路錦正王建勤楊紹國趙珂趙太飛:超聲波測距儀的設計[J].感測器技術.2002

僅供參考,請自借鑒

希望對您有幫助

Ⅹ 想學下51單片機的超聲波測距,有幾個疑問。

這個是都已經把發射接收做好的。其實超聲的發射接收電路並不難,真的想學,建議你直接做。不要去用這種模塊。

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