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1、 湖南工学院毕业设计说明书设计课题： 超声波测距报警系统系 部： 电气与信息工程系专 业： 电子信息工程技术班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 毕业设计（论文）任务书一、课题名称：超声波测距报警系统二、设计时间：10 周1下达任务书、学生收集资料、熟悉毕业设计课题（1 周） ；2总体方案设计（2 周） ；3电路设计和软件编制（4 周） ；4电路制作和调试（2 周） ；5编写毕业设计说明书（1 周） ；6教师评阅设计，学生进行总结、准备答辩（0.5 周） ；7毕业设计答辩（0.5 周） ；三、设计任务设计一超声波测距装置四、技术要求1. 超声测距传感器作用距离为 0.2-30 米。2可以分
2、为大、中、小三种量程。其中，小量程探测距离小于 2m，工作频率在 60-300kHz 之间;中量程探测距离约为 2-lOm，工作频率在 40-60kHz 之间;大量程探测距离约为 20-3Om，工作频率处在 16-30kHz 之间。3LED 或 LCD 显示，报警距离可设置。4扩展功能：可用于汽车测速。五、指导教师：雷军六、毕业设计参考资料：1 谢自美，电子电路设计，华中理工出版社期 20002单片机原理与接口技术，北航出版社，1999.4；3李翰荪主编，电路分析M，北京：中央广播电视大学出版社；4杨素行主编，模拟电子技术基础简明教程M，北京：高等教育出版社，1998.10；5全国大学生电子设
3、计竞赛作品选，1999 年； 6电子系统设计，浙江大学出版社 2000；摘 要本设计从实验研究分析的角度，分析了大作用超声波测距系统的基本设计原理。较详细的介绍大作用超声波测距系统以及根据该系统设计，研制汽车倒车防撞报警器，现场机器人，以及能自动检测障碍物的距离。它是一种时实检测前方障碍物的测距系统，当达到极限位置的时候，它能发出声报警。文章以增大超声测距系统的作用距离为主要目标，对超声换能器的机械结构、驱动电源、接收电路和信号处理算法等各个方面，展开了研究与实验验证，设计且成功实现了大作用距离超声测距系统。超声波距离传感器采用压电元件锆钛化铅，一般称为 RZT，这种传感器的特点在于具有方向性
4、，在这所用的测距系统利用超声波距离传感器的“回声”现象制成的，倒车时向车辆后方发射超声波，测定超声波遇到障碍物后返回的时间，就可以得到车到障碍物的距离。首先，文章研究了压电效应及压电超声换能器，设计了一种大作用距离超声换能器。其次，文章通过理论推导计算，设计了一种新型超声换能器驱动电源，一种单电源、带 AGC 的回波接收电路，扩大了超声信号处理的动态范围。利用 Nl 数据采集卡搭建了超声测距系统。关键词：超声波，大作用距离，新型电源，脉冲回波法。Abstract This design from the experimental study analysis angle, hasanalyze
5、d the major function ultrasonic ranging system basic designprinciple. The more detailed introduction major function ultrasonicranging system as well as acts according to this system design,develops the automobile back-draft proximity warner, the scene robot,as well as can the automatic detection obs
6、tacle distance. It is frontone kind of time solid examination the obstacle range measuringsystem, when achieved limiting position time, it can send out thesound to report to the police. The article increases the supersonicrange measuring system the range coverage primarily to want the goal,to the ul
7、trasonic transducer mechanism, actuates the power source, theaccepting circuit and the signal processing algorithm and so on eachaspect, has launched the research and the experiment confirms, thedesign also the success realized the writings with to be away from thesupersonic range measuring system.
8、whenback-draft launches the ultrasonic wave to the vehicles behind, afterthe determination ultrasonic wave meets the time which the obstaclereturns, may obtain the vehicle to the obstacle distance. First, thearticle has studied the piezoelectric effect and the piezoelectricityultrasonic transducer,
9、designed one kind of writings with to be awayfrom the ultrasonic transducer. Next, the article through the theoryinferential reasoning computation, designed one kind of new ultrasonictransducer to actuate the power source, supersonicrange measuring system using the Nl data acquisition card. Key word
10、: The ultrasonic wave, the writings use the distance, newpower source, pulse echo law. 目 录第 1 章 绪 论 .- 3 -1.1 超声波测距研究意义及发展概况 .- 3 -1.1.1 超声波测距系统研究的意义 .- 3 -1 .2 超声波特性及超声换能器现状 .- 4 -12.1 超声波及其特性 .- 4 -1.2.2 超声换能器现状 .- 6 -1.2.3 本课题设计目的及简介 .- 7 -第 2 章 超声波测距系统的原理及设计方案 .- 8 -2.1 超声波发生器及测距原理 .- 8 -2.1.1 超声波发生器 .- 8 -2.1.2、压电式超声波发生器原理 .- 8 -2.1.3 超声波测距原理 .- 9 -2.2 方案的设计 .- 9 -2.3 超声波的电路设计 .- 11 -2.3.1 AT89C52 的简介 .- 11 -2.3.2 前置放大电路. .- 13 -2.3.3 复位电路 .- 13 -2.3.4 时钟电路 .- 14 -2.3.5 报警电路 .- 15 -2.3.6 键盘电路 .- 15 -2.4 超声波发射与接收电路 .
