一种高精度超声波测距系统设计与实现
引言
(1)传统的测距方法 传统的测距方法是使用尺子来测量。包括各种各样的尺子,如米尺、卷尺、螺旋测微器、游标卡尺等等,这些测量工具均需要通过人的肉眼来观察测量的结果。往往由于人的个体差异,可能相同的物体所得到的测量结果不一样。由于尺子的长度有限,所以测量的距离也受到限制。基于以上原因,需要采用一种自动化的测量方法,来克服上述测量的缺陷。 (2)现代的测距方法 现代测量距离的方法有很多种,如采用超声波、激光等不同的物理量来进行测量,然后将测量的结果转换为距离的间接测量手段越 来越多,而且这些测量方法均较前面的方法所测的范围更宽、测量的精度更高。 超声波以其容易控制、并且无危害等特点在测距领域广泛使用。下面来介绍超声波的测距方法。 (3)超声波测距方法介绍 超声波的传输速度为340m/s,而实际会有些许调整。使用上,通过发送装置来先发送超声波,然后检查回波的方法来测量。通过发送、接收的时间差可得超声波走过的距离,然后将所得的距离除以二即为所测的距离。 1 系统结构 从图1可以看出,本系统由四部分组成:显示模块、按键控制模块、MCU单元和超声波测量模块组成。其中,显示模块可以是数码管显示或者液晶显示,用于将测量到的距离值进行显示,使的该设备使用更加方便。其次是按键控制单元,该单元用于对测量过程进行设计和控制。MCU单元为微控制器最下系统,完成整个系统的控制功能。超声波测量模块用于完成测量任务,实现距离的测量,并将测量到的数值返回给MCU。 2 硬件设计 2.1 超声波电路 4069为CMOS结构的6反相器芯片。图2中,由反相器和发送探头构成超声波的发送电路。其中,上下两部分的反相器起的作用是增加探头的发送电压的幅值,使得发送的信号幅值更强。 2.2 MCU控制部分 3 软件设计 4 结论 本设计提出了一种超声波测距的方法。该方法充分利用了单片机资源,使得测距工作更加简单,具有一定的实用价值。