如何使用51单片机进行超声波测距系统的设计

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标签:计数器(760)51单片机(1939)超声波(878)传感器(12622)

  本文采用超声波传感器,IAP15单片机以及LCD显示模块设计了一种超声波测距显示器,可以实现测量物体到仪器距离以及显示等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉的超声波距离测量器,具有一定的实用价值。

  超声波是指频率在20kHz以上的声波,它属于机械波的范畴。近年来,随着电子测量技术的发展,运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济发展,电子测量技术应用越来越广泛,而超声波测量精确高,成本低,性能稳定则备受青睐。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律,如在介质的分界面处发生反射和折射现象,在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质,使得超声波可以用于距离的测量中。

  随着科技水平的不断提高,超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量,适用于建筑物内部、液位高度的测量等。超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求,因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走,就必须装备测距系统,以使其及时获取距障碍物的位置信息(距离和方向)。因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点,因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。

  最常用的超声测距的方法是回声探测法,超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时计数器开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来,超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物面的距离s,即:s=340t/2。 由于超声波也是一种声波,其声速V与温度有关。在使用时,如果传播介质温度变化不大,则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。

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