harbin university of science and technology
認識實習報告
學院：自動化學院
專業：電子資訊科學與技術
班級：電技12-3
姓名：蔡成灼
學號：1212020301
日期： 2015.1.9
任務書實習專案名稱：超聲波測距儀的研製
實習時間：2014.12.29 —2015.1.9
一、實習的目的和意義
認識實習是乙個重要的基礎實習環節，通過認識實習，學生可以了解電子產品的製作工藝和基本原理，掌握電子產品製作的基本操作技能和除錯技能，培養學生用所學知識分析實際問題、解決實際問題的能力，為以後的實踐性教學環節打下基礎。
二、實習內容
本實習以《超聲波測距儀的研製》專案為目標，培養學生對電子產品的製作工藝的認識和操作技能，以及電子產品的原理分析。
1、 超聲波測距原理學習；
2、 電路原理圖及pcb繪製；
3、 電子元器件識別與焊接；
4、 超聲波測距儀軟體設計；
5、 超聲波測距儀除錯。
三、報告內容和格式
內容：1、超聲波測距的意義和應用；
2、超聲波測距的原理（原理說明、原理圖）；
3、超聲波測距儀的製作與除錯；
4、實習體會
格式：報告包括封面、任務書、目錄、正文等部分，一級標題（章標題）：黑體小二；二級標題（節標題）：
黑體小三；正文：宋體小四；目錄：二級目錄，宋體小四。
行間距：1.25倍。
報告a4紙列印，左側裝訂。
1、實習目的2
2、實習內容
2.1方案選擇2
2.2 整理思路2
3、超聲波測距原理
3.1超聲波探頭2
3.2超聲波測距原理3
3.3 基於微控制器超聲波測距儀系統構成…………………4
4、超聲波測距原理圖分析
4.1 發射電路4
4.2 接收電路5
5、超聲波測距的意義和應用
5.1超聲波測距的意義6
5.2 超聲波測距的應用7
6、元件裝配及硬體除錯
6.1元件裝配7
6.2 程式設計及除錯8
6.3 pcb板及成果展示12
7、實習總結
7.1實習總結13
7.2實習體會14
認識實習是乙個重要的基礎實習環節，通過認識實習，學生可以了解電子產品的製作工藝和基本原理，掌握電子產品製作的基本操作技能和除錯技能，培養學生用所學知識分析實際問題、解決實際問題的能力，為以後的實踐性教學環節打下基礎。
對方案的評估完成後，我們開始整理方案設計思路，制定實訓計畫表，分期完成各項指標。在實踐緊迫的情況下，我們明確了分工，按照預先整理好的設計流程進行分工作業。
對方案的評估完成後，我們開始整理方案設計思路，分期完成各項指標。在時間緊迫的情況下，我們明確了分工，按照預先整理好的設計流程進行分工作業，首先繪製電路圖，並且製作pcb板，然後通過焊接，把元器件組裝，最後通過程式設計除錯，完成這次實習。
第3章超聲波測距原理
3.1超聲波探頭
超聲波探頭是實現聲、電轉換的裝置，又稱超聲波換能器或感測器，這種裝置能發射超聲波和接收生回波，並轉換成相應的電訊號。超聲波探頭按其作用原理可分為壓電式、磁致伸縮式和電磁式等數種，其中以壓電式最為常用。
壓電式超聲波感測器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。壓電式超聲波發生器的內部有兩個壓電晶元和乙個共振板。當它的兩極外加脈衝訊號，且其頻率等於壓電晶元的固有振盪頻率時，壓電晶元將會發生共振，並帶動共振板振動，便產生超聲波（一種機械波）（逆壓電效應），即為超聲波發射器。
反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶元作振動，將機械能轉換為電訊號（壓電效應），即為超聲波接收器。
3.2超聲波測距原理
在某一時刻給超聲波發生器施加40khz方波訊號，發生器發出超聲波，遇到被測物體後反射回來，被超聲波接收器接收到。只要計算出超聲波訊號從發射到接收的時間差，知道在介質中的傳播速度，就可以計算出被測物體的距離d=s/2=(vt)/2 。其中d為被測物到測距儀之間的距離，s為超聲波往返通過的路程，v為超聲波在介質中的傳播速度，t為超聲波從發射到接收所用的時間。
由於超聲波在空氣中的傳播速度與溫度有關，如果溫度變化不大，則可認為聲速基本不變。如果測距精度要求較高，則還要通過溫度補償的方法加以校正。不同溫度下超聲波在空氣中傳播速度隨溫度變化的關係：
v=331.4+0.61t。
式中，t為實際溫度(℃)。
3.3 基於微控制器超聲波測距儀系統構成
第4章超聲波測距原理圖分析
4.1 發射電路
超聲波發射電路由40khz振盪電路、驅動電路、超聲波發射器構成。
方案二用的是555晶元，通過555晶元產生超聲波發射的40khz的方波訊號，通過調節10k的電位器可微調振盪頻率。微控制器i/o口輸出的控制訊號由555晶元的4腳輸入，控制超聲波的振盪與停止。並且方波訊號由3腳輸出。
為提高超聲波的發射功率，增大提高測量距離，可採用音訊集成功放做驅動電路。lm386是一種音訊集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調整、電源電壓範圍大、外接元件少和總諧波失真小等優點。
4.2 接收電路
超聲波接收電路由放大、整形、解碼電路構成。
音訊解碼整合塊構成接收電路
接收頭將超聲波調製脈衝變為交變電壓訊號，通過cmos 6非門晶元cd4069整形，整形後的訊號由c1耦合給帶有鎖定環的音訊解碼整合塊lm567的輸入端 3腳，當輸入訊號的幅度落在其中心頻率上時，lm567的邏輯輸出端8腳由高電平躍變為低電平。8腳輸出的低電平接微控制器的外部中斷引腳，微控制器接收到低電平後觸發中斷，呼叫計算子程式計算距離。
第5章超聲波測距的意義和應用
5.1超聲波測距的意義
隨著計算機技術、自動化技術和工業機械人的不斷發展和廣泛應用，測距問題顯得越來越重要。目前常用的測距方式主要有雷達測距、紅外測距、雷射測距和超聲測距4種。與其他測距方法相比較，超聲測距具有下面的優點：
(1) 超聲波對色彩和光照度不敏感，可用於識別透明及漫反射性差的物體(如玻璃、拋光體)。
(2) 超聲波對外界光線和電磁場不敏感，可用於黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強、有毒等惡劣環境中。
(3) 超聲波感測器結構簡單、體積小、費用低、技術難度小、資訊處理簡單可靠、易於小型化和整合化。因此，超聲波作為一種測距識別手段，已越來越引起人們的重視。
5.2 超聲波測距的應用
隨著社會的發展，人們對距離或長度測量的要求越來越高。由於超聲測距是一種非接觸檢測技術，不受光線、被測物件顏色等的影響，在較惡劣的環境（如含粉塵）具有一定的適應能力。因此，用途極度廣泛。
例如：測繪地形圖，建造房屋、橋梁、道路、開挖礦山、油井等，超聲測距儀的優點是：儀器造價比光波測距儀低，省力、操作方便。
由於超聲波易於定向發射，方向性好，強度好控制，它的應用價值已被普遍重視，其中在汽車倒車防撞系統中的應用最為直觀。
汽車倒車防撞測距報警器,是我國八·五期間需重點開發的重大科研專案之一,也是汽車六大類汽車電子產品中的一種。以往的汽車倒車報警器可分為四大類,即嘀嘀聲加閃光,**聲加閃光,語言聲加閃光和倒車至危險距離(如015m)時發出報警聲的超聲波倒車報警器。本研究綜合了第3、4類報警器各功能,並將第4類報警器加以改進、發展,使其不僅可發出警告行人的語言聲,而且還能在整個倒車過程中自動測量車尾與最近障礙物之間的距離,並用數字顯示出來,在倒車至極限安全距離(如016m)時,會發出急促的警告聲,提醒駕駛員注意剎車。
另外當蓄電池電壓過低時,還會發出聲光警告,提醒駕駛員及時充電,以保證儀器及汽車正常工作。
第6章元件裝配及除錯
6.1元件裝配
元件裝配過程比較簡單，但也是乙個不容忽視的過程，要求購買的元件對應元件清單，焊接美觀嚴實，元件排列整齊美觀等。我們在安裝元件的過程中也發現了一些問題，即單排針和感測器探頭的引腳不能插入插孔，我們只能用鑷子一點一點地鑽寬，並且保證銅片不脫落。元件焊好後，我們還要細心的檢查看是否有虛焊，焊接不到位的還要補焊。
6.2 程式設計及除錯
程式如下：
#include<>
#include<>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define nop _nop_()
sbit t = p1^0;
sbit r = p3^2;
sbit beep = p1^1;
sbit shu4 = p2^7;
sbit shu3 = p2^6;
sbit shu2 = p2^5;
sbit shu1 = p2^4;
sbit k1 = p3^4;
sbit k2 = p3^5;
sbit k3 = p3^6;
sbit k4 = p3^7;
uint ge,shi,bai,xiaoshu;
uint flag,flag1,flag2;
超聲波測距外文翻譯
摘要 本演示處理了測量距離的超聲波感測器在當前環境中的準確性。作為乙個測量感測器的選擇sfr08型配備了允許定址的ic通訊介面。這一事實使得建立感測器陣列變得簡單。控制和視覺化系統是基於pc。ni usb 8451是作為通訊卡使用的。驗證測量的目標是確定實際的感測器精度，特別是當測量較長的距離。當評...
超聲波測距模組總結報告
董公升亮senscomp公司的超聲波測距系統包括兩個部分，分別是測距模組 6500 和靜電換能器 600 前者驅動後者，後者負責傳送和接收超聲波，之後使用者便可根據超聲波發收這一時間間隔計算出與目標物之間的距離。經過多次戶外實驗與優化，目前可實現一片微控制器對4個超聲波測距模組的控制，並且每個的探測...
超聲波測距電路設計
由於超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速 方便 計算簡單 易於做到實時控制，並且在測量精度方面能達到工業實用的要求，因此在移動機械人的研製上也得到了廣泛的應用。為了使移動機械人能自...