超聲波測距畢業(yè)論文中英文對照資料外文翻譯文獻超聲波測距 中英文對照資料外文翻譯 超聲測距系統(tǒng)設計 原文出處：傳感器文摘 布拉福德:1993年 第13頁摘要：超聲測距技術在工業(yè)現(xiàn)場、車輛導航、水聲工程等領域都具有廣泛的應用價值，目前已應用于物位測量、機器人自動導航以及空氣中與水下的目標探測、識別、定位等場合因此，深入研究超聲的測距理論和方法具有重要的實踐意義為了進一步提高測距的精確度，滿足工程人員對測量精度、測距量程和測距儀使用的要求，本文研制了一套基于單片機的便攜式超聲測距系統(tǒng)關鍵詞：超聲波，測距儀，單片機1、前言 隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，城市發(fā)展建設加快，城市給排水系統(tǒng)也有較大發(fā)展，其狀況不斷改善但是，由于歷史原因合成時間住的許多不可預見因素，城市給排水系統(tǒng)，特別是排水系統(tǒng)往往落后于城市建設因此，經(jīng)常出現(xiàn)開挖已經(jīng)建設好的建筑設施來改造排水系統(tǒng)的現(xiàn)象城市污水給人們帶來了困擾，因此箱涵的排污疏通對大城市給排水系統(tǒng)污水處理，人們生活舒適顯得非常重要而設計研制箱涵排水疏通移動機器人的自動控制系統(tǒng)，保證機器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通機器人的設計研制的核心部分控制系統(tǒng)核心部分就是超聲波測距儀的研制。

因此，設計好的超聲波測距儀就顯得非常重要了2、超聲波測距原理2.1 壓電式超聲波發(fā)生器原理 畢業(yè)設計（論文）英文翻譯 壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的超聲波發(fā)生器內(nèi)部結構，它有兩個壓電晶片和一個共振板當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波 時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了 測量脈沖到達時間的傳統(tǒng)方法是以擁有固定參數(shù)的接收信號開端為基礎的這個界限恰恰選于噪音水平之上，然而脈沖到達時間被定義為脈沖信號剛好超過界限的第一時刻一個物體的脈沖強度很大程度上取決于這個物體的自然屬性尺寸還有它與傳感器的距離進一步說，從脈沖起始點到剛好超過界限之間的時間段隨著脈沖的強度而改變結果，一種錯誤便出現(xiàn)了——兩個擁有不同強度的脈沖在不同時間超過界限卻在同一時間到達強度較強的脈沖會比強度較弱的脈沖超過界限的時間早點，因此我們會認為強度較強的脈沖屬于較近的物體2.2 超聲波測距原理 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。

超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間 t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離s，即：s340t/23、超聲波測距系統(tǒng)的電路設計 系統(tǒng)的特點是利用單片機控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射至接收往返時間的計時，單片機選用 C51，經(jīng)濟易用，且片內(nèi)有 4K 的 ROM，便于編程電路原理圖如圖 1 所示 ‐1‐畢業(yè)設計（論文）英文翻譯 圖 1 電路原理圖 ‐2‐ 畢業(yè)設計（論文）英文翻譯3.1 40kHz 脈沖的產(chǎn)生與超聲波發(fā)射 測距系統(tǒng)中的超聲波傳感器采用 UCM40 的壓電陶瓷傳感器，它的工作電壓是40kHz 的脈沖信號，這由單片機執(zhí)行下面程序來產(chǎn)生puzel： mov 14h 12h；超聲波發(fā)射持續(xù) 200mshere： cpl p1.0 ； 輸出 40kHz 方波 nop ； nop ； nop ； djnz 14h，here； ret 前方測距電路的輸入端接單片機 P1.0 端口，單片機執(zhí)行上面的程序后，在 P1.0端口輸出一個 40kHz 的脈沖信號，經(jīng)過三極管 T 放大，驅動超聲波發(fā)射頭 UCM40T，發(fā)出 40kHz 的脈沖超聲波，且持續(xù)發(fā)射 200ms右側和左側測 距電路的輸入端分別接 P1.1 和 P1.2 端口，工作原理與前方測距電路相同。

3.2 超聲波的接收與處理 接收頭采用與發(fā)射頭配對的 UCM40R，將超聲波調(diào)制脈沖變?yōu)榻蛔冸妷盒盘枺?jīng) IC2運算放大器 IC1A 和 IC1B 兩極放大后加至 IC2 是帶有鎖 定環(huán)的音頻譯碼集成塊LM567，內(nèi)部的壓控振蕩器的中心頻率 f01/1.1R8C3，電容 C4 決定其鎖定帶寬調(diào)節(jié) R8 在發(fā)射的載頻上，則 LM567 輸入信號大于 25mV，輸出端 8 腳由高電平躍變?yōu)榈碗娖?，作為中斷請求信號，送至單片機處理. 前方測距電路的輸出端接單片機 INT0 端口，中斷優(yōu)先級最高，左、右測距電路的輸出通過與門 IC3A 的輸出接單片機 INT1 端口，同時單片機 P1.3 和 P1.4 接到 IC3A的輸入端，中斷源的識別由程序查詢來處理，中斷優(yōu)先級為先右后左部分源程序如下：receive1：push psw push acc clr ex1； 關外部中斷 1 jnb p1.1right；P1.1 引腳為 0轉至右測距電路中斷服務程序 ‐3‐ 畢業(yè)設計（論文）英文翻譯 jnb p1.2left；P1.2 引腳為 0轉至左測距電路中斷服務程序return： SETB EX1； 開外部中斷 1 pop acc pop psw retiright： ... ； 右測距電路中斷服務程序入口 ajmp returnleft： ... ； 左測距電路中斷服務程序入口 ajmp return3.3 計算超聲波傳播時間 在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內(nèi)部的定時器 T0，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。

當收到超聲波反射波時，接收電路 輸出端產(chǎn)生一個負跳變，在 INT0 或 INT1 端產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離其部分源程序如下：RECEIVE0： PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 ； 關外部中斷 0 MOV R7 TH0 ； 讀取時間值 MOV R6 TL0 CLR C MOV A R6 SUBB A 0BBH； 計算時間差 MOV 31H A ； 存儲結果 MOV A R7 SUBB A 3CH MOV 30H A SETB EX0 ； 開外部中斷 0 POP ACC ‐4‐ 畢業(yè)設計（論文）英文翻譯 POP PSW RETI對于一個平坦的目標，距離測量包括兩個階段:粗糙的測量和精細測量第一步：脈沖的傳送產(chǎn)生一種簡單的超聲波第二步：根據(jù)公式改變回波放大器的獲得量直到回撥被檢測到第三步：檢測兩種回波的振幅與過零時間第四步：設置回波放大器的所得來規(guī)格輸出，假定是 3 伏通過脈沖的周期設置下一 個脈沖根據(jù)第二部的數(shù)據(jù)設定時間窗第五步：發(fā)射兩串脈沖產(chǎn)生干擾波測量過零時間與回波的振幅如果逆向發(fā)生在回 波中，決定要不通過在低氣壓插入振幅。

第六步：通過公式計算距離 y4、超聲波測距系統(tǒng)的軟件設計 軟件分為兩部分，主程序和中斷服務程序主程序完成初始化工作、各路超聲波發(fā)射和接收順序的控制定時中斷服務子程序完成三方向超聲波的輪流發(fā)射，外部中斷服務子程序主要完成時間值的讀取、距離計算、結果的輸出等工作5、結論 對所要求測量范圍 30cm200cm 內(nèi)的平面物體做了多次測量發(fā)現(xiàn)，其最大誤差為0.5cm，且重復性好可見基于單片機設計的超聲波測距系統(tǒng)具有硬件結構簡單、工作可靠、測量誤差小等特點因此，它不僅可用于移動機器人，還可用在其它檢測系統(tǒng)中思考：至于為什么接收不用晶體管做放大電路呢，因為放大倍數(shù)搞不好，集成放大電路，還帶自動電平增益控制，放大倍數(shù)為 76dB，中心頻率是 38k 到 40k，剛好是超聲波傳感器的諧振頻率 ‐5‐ 畢業(yè)設計（論文）英文翻譯 參考文獻1. Fox J.D. Khuri-Yakub B.T. and Kino G.S. quotHigh Frequency Acoustic WaveMeasurement in Airquot in Proceedings of IEEE 1983 Ultrasonic Symposium October 31-2November 1983 Atlanta GA pp. 581-4.2. Martin Abreu J.M. Ceres R. and Freire T. quotUltrasonic Ranging: Envelope AnalysisGives Improved Accuracyquot Sensor Review Vol. 12 No. 1 1992 pp. 17-21.3. Parrilla M. Anaya J.J. and Fritsch C. quotDigital Signal Processing Techniques for HighAccuracy Ultrasonic Range Measurementsquot IEEE Transactions: Instrumentation andMeasurement Vol. 40 No. 4 August 1991 pp. 759-63.4. Canali C. Cicco G.D. Mortem B. Prudenziati M. and Taron A. quotA TemperatureCompensated Ultrasonic Sensor Operating in Air for Distance and ProximityMeasurementquot IEEE Transaction on Industry Electronics Vol. IE-29 No. 4 1982 pp.336-41. ‐6‐ 畢業(yè)設計（論文）英文翻譯 Ultrasonic ranging system design Publicationtitle: Sensor Review. Bradford: 1993. Vol. 13ABSTRACT：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 developed．Keywords：Ultrasound r，Ranging System，Single Chip Processor1.Introductive With the development of science and technology the improvement of peoplesstandard of living speeding up the development and construction of t。