超声波测距毕业论文中英文对照资料外文翻译文献超声测距技术在工业现场、车辆导航、水声工程等领域都具有广泛的应 用价值，目前已应用于物位测量、机器人自动导航以及空气中与水下的目标 探测、识别、定位等场合。因此，深入研究超声的测距理论和方法具有重要 的实践意义。为了进一步提高测距的精确度，满足工程人员对测量精度、测 距量程和测距仪使用的要求，本文研制了一套基于单片机的便携式超声测距 系统。1随着技术的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给 排水系统也有较大展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的 许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。 因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污 水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理， 人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控 制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计 研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计 好的超声波测距仪就显得非常重要了。2波测距原理压电式超声波发生器原理压电式超声波发生器实际上是利用压电晶 体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构，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，便产生超声波。反之，如果两电 极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机 械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。测量脉冲到达时间的传 统方法是以拥有固定参数的接收信号开端为基础的。这个界限恰恰选于噪音 水平之上，然而脉冲到达时间被定义为脉冲信号刚好超过界限的第一时刻。 一个物体的脉冲强度很大程度上取决于这个物体的自然属性尺寸还有它与传 感器的距离。进一步说，从脉冲起始点到刚好超过界限之间的时间段随着脉 冲的强度而改变。结果，一种错误便出现了一一两个拥有不同强度的脉冲在 不同时间超过界限却在同一时间到达。强度较强的脉冲会比强度较弱的脉冲 超过界限的时间早点，因此我们会认为强度较强的脉冲属于较近的物体。2.2声波测距原理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的距离s，即：s340t/23波测距系统的电路设计系统的特点是利用单片机控制超声波的发射和对超声波自发射至接收 往返时间的计时，单片机选用C51，经济易用，且片内有4K的ROM，便于 编程。3.1 40kHz脉冲的产生与超声波发射 测距系统中的超声波传感器采用 UCM40的压电陶瓷传感器，它的工作电压是40kHz的脉冲信号，这由单片机 执行下面程序来产生。puzel： mov 14h 12h；超声波发射持续200mshere： cpl p1.0 ； 输出 40kHz 方波 nop ； nop ； nop ； djnz 14h，here； ret 前方测距电路的输入端接单片机P1.0端口，单片机执行上面的程序后，在 P1.0端口输出一个40kHz的脉冲信号，经过三极管T放大，驱动超声波发 射头UCM40T，发出40kHz的脉冲超声波，且持续发射200ms。右侧和左侧 测距电路的输入端分别接P1.1和P1.2端口，工作原理与前方测距电路相 同。超声波的接收与处理接收头采用与发射头配对的UCM40R，将超声波调制脉冲变为交变电压信 号，经IC2运算放大器IC1A和IC1B两极放大后加至IC2。是带有锁定 环的音频译码集成块LM567,内部的压控振荡器的中心频率f01/1.1R8C3,电 容C4决定其锁定带宽。调节R8在发射的载频上，则LM567输入信号大于 25mV，输出端8脚由高电平跃变为低电平，作为中断请求信号，送至单片机 处理.前方测距电路的输出端接单片机INT0端口，中断优先级最高，左、 右测距电路的输出通过与门IC3A的输出接单片机INT1端口，同时单片机 P1.3和P1.4接到IC3A的输入端，中断源的识别由程序查询来处理，中断 优先级为先右后左。部分源程序如下：receive1： push psw push acc clr ex1； 关外部中断1 jnbp1.1right； P1.1引脚为0转至右测距电路中断服务程序 jnb p1.2left； P1.2引脚为0转至左测距电路中断服务程序return： SETB EX1； 开外部中断1 pop acc pop psw retiright:.； 右测距电路中 断服务程序入口 ajmp returnleft： . ； 左测距电路中断服务程序入口 ajmp return计算超声波传播时间在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功能记录超 声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路 输出端产生一 个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行 外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。其部分源程序如下:RECEIVE0： PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 ；关外部中断 0 MOV R7 TH0 ；读取时间值 MOV R6 TL0 CLR C MOV A R6 SUBB A 0BBH ； 计算时间差 MOV 31H A ； 存储结果 MOV A R7 SUBB A 3CH MOV 30H A SETB EX0 ；开外部中断 0 POP ACC POP PSW RETI对于一个平坦的 目标，距离测量包括两个阶段:粗糙的测量和精细测量。第一步：脉冲的传送产生一种简单 的超声波。第二步：根据公式改变回波放大器的获得量直到回拨被检测到。第三步：检测 两种回波的振幅与过零时间。第四步：设置回波放大器的所得来规格输出，假定是3伏。 通过脉冲的周期设置下一个脉冲。根据第二部的数据设定时间窗。第五步：发射两串脉 冲产生干扰波。测量过零时间与回波的振幅。如果逆向发生在回 波中，决定要不通过在 低气压插入振幅。第六步：通过公式计算距离y。4波测距系统的软件设计软件分为两部分，主程序和中断服务程序。主程序完成初始化工作、各 路超声波发射和接收顺序的控制。定时中断服务子程序完成三方向超声波的 轮流发射，外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的 输出等工作。5 对所要求测量范围30cm200cm内的平面物体做了多次测量发现，其 最大误差为0.5cm，且重复性好。可见基于单片机设计的超声波测距系统具有 硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。因此，它不仅可用于移动机 器人，还可用在其它检测系统中。思考：至于为什么接收不用晶体管做放大 电路呢，因为放大倍数搞不好，集成放大电路，还带自动电平增益控制，放 大倍数为76dB，中心频率是38k到40k，刚好是超声波传感器的谐振频率。 原文出处：传感器文摘 布拉福德:1993年 第13页摘要Ultrasonic ranging technology has wide using worth in many fields，such as the industriallocale，vehicle navigation and sonar engineering . Now it has been used in level measurement， self-guided autonomous vehicles fieldwork robots automotive navigation, air and underwater targetdetection, identification, location and so on. So there is an important practicing meaning to learn theranging theory and ways deeply. To improve the precision of the ultrasonic ranging system in hand, satisfy the request of the engineering personnel for the ranging precision, the bound and the usage, aportable ultrasonic ranging system based on the single chip processor was developed1. With the development of science and technology the improvement of peoplesstandard of living speeding up the development and construction of the city. urbandrainage system have greatly developed their situation is constantly improving. Howeverdue to historical reasons many unpredictable factors in the synthesis of her time the citydrainage system. In particular drainage system often lags behind urban construction.Therefore there are often good building excavation has been building facilities to upgradethe drainage system phenomenon. It brought to the city sewage and it is clear to the citysewage and drainage culvert in the sewage treatment system. comfort is very important topeoples lives. Mobile robots designed to clear the drainage culvert and the automaticcontrol system Free sewage culvert clear guarantee robot the robot is designed to clear theculvert sewage to the core. Control System is the core component of the development ofultrasonic range finder. Therefore it is very important to design a good ultrasonic rangefinder.2. A principle of ultrasonic distance measurement2.1 The principle of piezoelectric ultrasonic generator Piezoelectric ultrasonic generator is the use of piezoelectric crystal resonators to work.Ultrasonic generator the internal structure as shown it has two piezoelectric chi