Ⅰ 单片机超声波测距仪发展前景怎么样
空间还是很大的。不过关键的不是在单片机,而是在模拟电路和传感器。
Ⅱ 用单片机做红外线测距仪和超声波测距仪哪个精度高
超声波做的好了可以精确到毫米。红外可用来做接近开关不是很精确
Ⅲ 用51单片机实现超声波测距怎样才可以测到4m
输出用并联门电路驱动,如CD4069,以增大输出电流。
接收采用低噪声运放,如NE5532,放大1000倍。
采用接收,发射分开的探头
超声波测距系统的软件设计,由于超声发射传感器与超声接收传感器相隔很近,当发射超声波时,接收传感器会收到很强的干扰信号。为防止系统的误测,在软件上采用延迟接收技术,来提高系统的抗干扰能力。一旦按下起始键,即发送发射超声波的指令,同时单片机控制系统开始执行程序,完成对温度的采样、滤波,然后获得发送、接收超声波的时间间隔,最后计算出距离值。
(1) 接收放大电路,可加入带通滤波或锁相放大(LM567)以尽可能减少干扰信号引起误触发,另外为防止发射信号直接进入接收端所以设置一定的延时。锁相应用电路,调整在40KHZ上,但要考虑加入后对接收处理的延时,用软件调整。
另一方面可采用自动增益补偿技术,随着时间的增加, AGC的放大倍数呈指数规律变化,从而保证了超声波接收器波形的幅值不随测量距离的变化而大幅变化,使得每次在同一个波头触发计时电路,提高了系统测量准确度。电路可以采用如下图所示或者采用单片AD603实现,在这里不具体讨论。
(2)发射驱动电路,为放大驱动脉冲可以再加入一级三极管放大电路,三极管要选用高频的如9018以减少放大后波形的失真;另一方面还可以根据超声波发生器的特点合理设计阻抗匹配,功放效率和机电转换效率;为此可采用脉冲变压器,脉冲变压器是超声换能器驱动电路中最重要的器件,它的用途是升高脉冲电压信号,并使功率放大器的输出阻抗与换能器的负载阻抗匹配。一般脉冲变压器以变压器的功率、原副边电压信号的幅值确定变压器的尺寸和变比;而超声换能器驱动用变压器则主要以功率和原副边电感及阻抗匹配确定变压器的尺寸和变比。缺点是制作和测量都比较麻烦。在大量程应用场合还可以应用电容瞬间放电或电感瞬间放电产生高压激励脉冲。
(3)其它可改善的地方,可采用超声波测距专用芯片SB5027;也可以采用LM1812N单片超声波收发集成电路。
Ⅳ 超声波测距仪的发展历程
随着科学技术的快速发展,超声波将在传感器中的应用越来越广。在人类文明的历次产业革命中,传感技术一直扮演着先行官的重要角色,它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术,在人们可以想象的所有领域中,它几乎无所不在[M]。传感器是世界各国发展最快的产业之一,在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下,传感器技术得到了飞速的发展和进步。但就目前技术水平来说,人们可以具体利用的传感技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
超声波测距与其它非接触式的检测方式方法相比,如电磁的或光学的方法它不受光线,被测对象颜色,电磁干扰等影响。超声波对于被测物体处于黑暗,有灰尘,烟雾,电磁干扰,有毒等恶劣的环境有一定的适应能力。因此在液位测量,机械手控制,车辆自动导航,物体识别等方面有广泛应用。特别是应用于空气测距,由于空气中波速较慢,其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来,具有很高的分辩力,因而其准确度也较其它方法高,而且超声波传感器具有结构简单,体积小,信号处理可靠等特点。
超声波是一种指向性强,能量消耗慢的波。它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,可解决超长度的测量。
超声波作为一种特殊的声波,同样具有声波传输的基本物理特性,反射,折射,干涉,衍射,散射。与物理紧密联系,应用灵活。并且更适合与高温,高粉尘,高湿度和高强电磁干扰等恶劣环境下工作。
超声波可用于非接触测量,具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点,是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的,对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关[J]。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。
在新的世纪里,面貌一新的传感器将发挥更大的作用课程设计目的是单片机原理与接口技术课程设计是在教学及实验基础上,对课程所学理论知识的深化和提高。通过单片机原理与接口技术的课程设计,使学生初步掌握设计的基本方法。 培养学生分析问题和解决问题的能力;培养学生应用计算机辅助设计和撰写设计说明书的能力。
Ⅳ 基于51单片机的超声波测距仪为什么只能测到1m远
这个和你的测距仪的测距电路有关。单片机只处理数据,不参与测量。
提高超声波测试距离的办法有三种:
1、降低超声波的频率;
2、加大超声波发射功率;
3、提高超声波接收的灵敏度,提高放大电路的增益;
如果用的是模块,要注意它的技术文档。
Ⅵ 超声波测距仪的国内外研究现状
国内从五十年代起对超声波测距进行了较多的研究,并取得了可喜的成果。近年来由于电子技术的飞速发展,特别是单片机技术的应用,使得原来非常复杂的超声物位测量仪的设计有了大幅简化的可能,如采用zilog公司的z86E08单片机控制的超声波测距数显装置,以8098单片机为核心的智能物位测量仪等,从而使得超声物位测量仪的应用得到更多的普及。
Ⅶ 求超声波测距发展过程以及国内外现在发展情况,希望能讲详细点!
随着机器人技术在其诞生后短短几十年中的迅猛发展,它的应用范围也逐步由工业生产走向人们的生活。如此广泛的应用使得提高人们对机器人的了解显得尤为重要。机器人通过其感知系统察觉前方障碍物距离和周围环境来实现绕障、自动寻线、测距等功能。超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉,测量精度较高,不受环境的限制,应用方便,将它与红外、灰度传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。超声波由于指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远,因而经常用于距离的测量。它主要应用于倒车雷达、测距仪、物位测量仪、移动机器人的研制、建筑施工工地以及一些工业现场等,例如:距离、液位、井深、管道长度、流速等场合。利用超声波检测往往比较迅速、方便,且计算简单、易于做到实时控制,在测量精度方面也能达到工业实用的要求,因此得到了广泛的应用。本课题的研究是非常有实用和有商业价值的。
由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,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。利用超声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要求,因此在移动机器人的研制上
也得到了广泛的应用。为了使移动机器人能自动避障行走,就必须装备测距系统,以使其及时获取距障碍物的距离信息(距离和方向)。超声波测距系统,就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。
为了研究和利用超声波,人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲,超声波发生器可以分为两大类:一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。
Ⅷ 有用单片机作过超声波测距仪的吗
建议采用带有PWM模块的单片机(如PIC系列的单片机PIC16F73等);这样比较方便产生40KHz(可以做的比较准,也不占用CPU);单片机接收可采用捕捉方式(CAPTURE)F73也有这个功能;具体的程序还是要自己去琢磨;
Ⅸ 基于单片机的超声波测距仪毕业论文
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基于单片机的超声波测距仪设计及其应用分析
[摘要] 本文利用超声波传输中距离与时间的关系,采用AT89C51单片机进行控制及数据处理,设计出了能精确测量两点间距离的超声波测距仪。该测距仪主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、环境温度检测电路及显示电路构成。利用所设计出的超声波测距仪,对不同距离进行了测试,并进行了详尽的误差分析。
[关键词] 超声波测距 单片机 温度传感器
随着社会的发展,人们对距离或长度测量的要求越来越高。超声波测距由于其能进行非接触测量和相对较高的精度,越来越被人们所重视。本设计的超声波测距仪,可以对不同距离进行测试,并可以进行详尽的误差分析。
一、设计原理
超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。 通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T,然后求出距离L。基本的测距公式为:L=(△t/2)*C
式中 L——要测的距离
T——发射波和反射波之间的时间间隔
C——超声波在空气中的声速,常温下取为340m/s
声速确定后,只要测出超声波往返的时间,即可求得L。
二、超声波测距仪设计目标
测量距离: 5米的范围之内;通过LED能够正确显示出两点间的距离;误差小于5%。
三、数据测量和分析
1.数据测量与分析
由于实际测量工作的局限性,最后在测量中选取了一米以下的30cm、50cm、70cm、80cm、90cm、100cm 六个距离进行测量,每个距离连续测量七次,得出测量数据(温度:29℃),如表所示。从表中的数据可以看出,测量值一般都比实际值要大几厘米,但对于连续测量的准确性还是比较高的。
对所测的每组数据去掉一个最大值和最小值,再求其平均值,用来作为最终的测量数据,最后进行比较分析。这样处理数据也具有一定的科学性和合理性。从表中的数据来看,虽然对超声波进行了温度补偿,但在比较近的距离的测量中其相对误差也比较大。特别是对30cm和50cm的距离测量上,相对误差分别达到了5%和4.8%。但从全部测量结果看,本设计的绝对误差都比较小,也比较稳定。本设计盲区在22.6cm左右,基本满足设计要求。
2.误差分析
测距误差主要来源于以下几个方面:
(1)超声波发射与接收探头与被测点存在一定的角度,这个角度直接影响到测量距离的精确值;(2)超声波回波声强与待测距离的远近有直接关系,所以实际测量时,不一定是第一个回波的过零点触发;(3)由于工具简陋,实际测量距离也有误差。影响测量误差的因素很多,还包括现场环境干扰、时基脉冲频率等等。
四、应用分析
采用超声波测量大气中的地面距离,是近代电子技术发展才获得正式应用的技术,由于超声测距是一种非接触检测技术,不受光线、被测对象颜色等的影响,在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。因此,用途极度广泛。例如:测绘地形图,建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等,利用超声波测量地面距离的方法,是利用光电技术实现的,超声测距仪的优点是:仪器造价比光波测距仪低,省力、操作方便。
超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用,把超声波源安装在机器人身上,由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障碍物反射回波来确定机器人的自身位置,用它作为传感器控制机器人的电脑等等。由于超声波易于定向发射,方向性好,强度好控制,它的应用价值己被普遍重视。
总之,由以上分析可看出:利用超声波测距,在许多方面有很多优势。因此,本课题的研究是非常有实用和商业价值。
五、结论
本设计的测量距离符合市场要求,测量的盲区也控制在23cm以内。针对市场需求,本设计还可以加大发射功率,让测量的距离更加的远。在显示方面,也可以对程序做适当改动,使开始发射超声波时LED显示出温度值,到超声波回波接收到以后通过计算得出距离值时,LED自动切换显示距离值,这样在视觉效果上得到更加直观的了解。
参考文献:
[1]孙涵芳徐爱卿:MCS一51/96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002.46-170
[2]金篆芷王明时:现代传感器技术[M].电子工业出版社.1995.331—335
[3]孙涵芳徐爱卿:MCS一51/96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002.46-170
[4]路锦正王建勤杨绍国赵珂赵太飞:超声波测距仪的设计[J].传感器技术.2002
仅供参考,请自借鉴
希望对您有帮助
Ⅹ 想学下51单片机的超声波测距,有几个疑问。
这个是都已经把发射接收做好的。其实超声的发射接收电路并不难,真的想学,建议你直接做。不要去用这种模块。