基于串行通讯的分布式超声波测距仪设计

基于串行通讯的分布式超声波测距仪设计基于串行通讯的分布式超声波测距仪设计1相关研究的内容我们设计一个超声波测距器，假设足够理想的话，将可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度测量、治疗、机器人定位和平安防范等等。超声波发生器可以分为两类：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。假设是近间隔 测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。其中超声波发射和承受采用别离设计，即单独采用发射器和接收器，而不是采用一体化器件，以降低调试的复杂性，进步系统安装的灵敏性。其测距实现方式为：在超声波发送后，通过空气介质传播到被测面，由被测面反射回来，超声波接收器将接收从发射器两端毫伏级发出的10个脉冲串，那么可以得到声波传输的间隔 ，其关系式为L=t/2。这样的原理就是所谓的渡越时间法TFtie-ff-light，即先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的间隔 。2超声波测距解析简单描绘为：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并将其转化为电信号，立即停顿计时。假设超声波在空气中的传播速度为，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的间隔 S，即：S=t/22-1其中在0是331/s，25是347/s，其于本文由论文联盟.Ll.搜集整理环境温度T的关系式如式2-2。=331.4+0.61*T2-2有上所述，声速和温度有着亲密的关系。所以在实际应用中，假设温度变化不大，并且无特殊精度要求，可认为声速是根本不变的。否那么，必须进展温度补偿。3主要组成3.1超声波发射电路压电超声波转换器的功能：利用压电晶体谐振工作。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，并带动共振板振动产生超声波。发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T构成，单片机P1.0端口输出的40kHz的方波信号经过电路的推挽构造后，加到超声波换能器的两端，可进步超声波的发射强度。电路是采用三级正反响放大，形成自激振荡。自激振荡产生大约40K左右的频率，超声波便是这样产生的。3.2超声波发射电路采用一种家电中广泛运用的红外遥控接搜集成芯片X20226A，也称红外预放器，它主要用于对接收波形的检测和整形。由于它的载波频率38K与40K的超声波接近，所以采用它来做接收回路能较好的收到返回的超声波。适当更改电容的大小，可以改变接收电路的各种性能。红外预放器具有很好的灵敏度和抗干扰有助于进步器件的灵敏度和抗干扰才能。3.3LED数码管显示电路对于多个共阳极LED八段数码管的驱动：所有LED八段数码管的8个二极管的阴极对应并联、依次接到单片机8个引脚上，称之为段控制，每位LED数码管的阳极使用三极管控制是否加载5V电源称之为位控制。假设单片机P0口全输出0，而P2口中只有P2.0为0，那么只有最下面的一个数码管所有的LED全点亮显示8。3.4驱动电路LED显示电路就像单片机系统的眼睛，实时地向人们传递着系统工作的各种状态信息和处理结果。因此，高效、方便的LED显示驱动电路是构成完善的单片机系统必不可少的元素。常用的LED显示驱动电路有并行译码方式、串行并行转换方式、显示驱动接口芯片方式等。3.5串口通讯连接部分主要核心部分是RS-23通信接口电路。整个通讯过程是：由下位机测取间隔 相关数据之后，通过AX232芯片把TTL信号转化成RS232方波电平信号，经过串口发送数据到上位机，再进展十六进制数值到显示字符的字形代码的转化，最后的上位机的数码管上显示。4存在的缺陷问题采用超声波测距很优越，但也存在着美中的缺乏：空气温度与湿度影响、接收回波时间延时问题、测量盲区、气流和杂波干扰等等。在它们中间我们有必要首先考虑在不同温度是声波的速度变化，还有一个不容无视的问题是接收回波延时时间。