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STM32单片机超声波测距系统的设计与实现+源程序(2)

时间:2016-11-25 22:12来源:毕业论文
4.4 硬件电路的具体设计 20 4.4.1 超声波收发电路 21 4.4.2 温度检测电路 22 4.5 系统 软件 结构 22 4.5.1 主程序结构 23 4.5.2 超声波测距程序流程 24 4.5.3 LCD显示程


4.4  硬件电路的具体设计    20
4.4.1  超声波收发电路    21
4.4.2  温度检测电路    22
4.5  系统软件结构    22
4.5.1  主程序结构    23
4.5.2  超声波测距程序流程    24
4.5.3  LCD显示程序流程    24
4.6  系统主要程序    25
5  实验结果分析及改进    28
5.1  实验过程及分析    28
5.2  误差分析及改进措施    30
5.2.1  外部扩展硬件计数电路的误差分析    30
5.2.2  反射角误差分析    31
6 结论与展望    34
致谢    35
参考文献    36,3863
1  绪论

1.1  选题背景及意义
随着计算机技术、自动化技术和工业机器人的不断发展,测距与识别问题在工业中变得十分重要。例如,传统的接触式测量仪器(如钢卷尺)在测量巷道项底
板距离及巷道的变形量时,这种仪器对高于3m的顶板安设困难,且测量不准确;
对于巷道横向变形量的测量,若安设于巷道两侧之间,则妨碍人、车来往,若不
固定安设装,则测量精度低,难以监测微小变形。又如在自动化装配、检测、分
类、加工与运输等过程中,要对随意放置的工件进行作业,这就必须对工件的位
置、形状、姿势、种类自动地进行判别,尤其在在工件运输过程中进行识别,则

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问题更为复杂与困难,因此人们急切需要非接触式测距仪。
    目前,非接触式测距仪常采用超声波、激光和雷达。但激光和雷达测距仪造
价偏高,不利于广泛的普及应用,在某些应用领域有其局限性,相比之下,超声
波测距方法具有明显突出的优点。
超声波测距是一种传统而实用的非接触测量方法,和激光、涡流和无线电等测距方法相比,具有不受外界光及电磁场等因素影响的优点,在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力,且结构简单,成本低,因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。但由于超声波传播声时难于精确捕捉,温度对声速的影响等原因,使得超声波测距的精度受到了很大的影响,限制了超声波测距系统在测量精度要求更高的场合下的应用。

1.2  超声波技术的发展

1.2.1  超声波概述
在弹性媒质中传播的应力、质点位移、质点速度等量的变化称为声波,当声波频率高到超声频率范围时,则称为超声波。从通俗的角度讲,超声的命名是相对于人耳的听域范围而言的,正常人所能听到的声音频率在20Hz~20kHz范围内,当声波频率超越了人耳可听范围上限20kHz时,就成为超声。
超声波的一些突出特点使它可以在生产生活中得到广泛应用: (1)波长短,超声波隶属于声波,在介质中的传播速度即与声波传播速度相同。按照20℃时超声波在空气中的传播速度计算,其波长为1.7cm。在不同介质中,超声波长也有所不同。例如:在液体中使用的超声波,波长为15cm~1.5cm;金属超声探伤所用的波长为1.2cm~0.4cm。这个数量级的波长已接近可见光的波长了,那么超声波就具有了一些似光线的物理性质。如沿直线传播、反射、折射、散射甚至具有干涉和衍射现象;(2)功率大,高频率就意味着声波在传播过程中获得了高功率。一般来说,连续波超声的功率在几毫瓦~几十千瓦之间,脉冲波超声可扩充到几分之一毫瓦~几兆瓦。虽然在传播过程中能量的衰减也很严重,但信号源的高能量无疑为超声的广泛应用提供了前提。 STM32单片机超声波测距系统的设计与实现+源程序(2):http://www.lwfree.cn/tongxin/20161125/341.html
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