超聲波測距儀畢業(yè)設(shè)計論文

超聲波測距儀畢業(yè)設(shè)計論文1000字超聲波測距儀畢業(yè)設(shè)計論文一、引言在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，測距是非常重要的一個參數(shù)。在許多領(lǐng)域中都很廣泛地應(yīng)用，如建筑施工、物流、醫(yī)療器械等等。而超聲波測距儀是常用的一種測距儀器，它有著使用方便、測量精度高等優(yōu)點。本文主要是介紹超聲波測距儀的設(shè)計和制作過程，包括硬件和軟件的部分。硬件部分主要是使用超聲波發(fā)射器和接收器，通過控制它們之間的時間來計算出距離。軟件部分則是編寫程序?qū)崿F(xiàn)測量和顯示距離。二、超聲波測距儀的原理超聲波是一種機(jī)械波，它的頻率通常在20kHz以上。在超聲波測距儀中，使用超聲波發(fā)射器發(fā)射一定頻率的超聲波，并通過接收器接收反射回來的超聲波。根據(jù)超聲波的傳播速度和超聲波發(fā)射和接收的時間差，即可計算出被測物體距離。由于超聲波信號的傳播距離、效果和頻率等都與工作環(huán)境、超聲波發(fā)射器和接收器的特性有關(guān)，因此在設(shè)計超聲波測距儀時需要結(jié)合具體需求進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化。三、硬件設(shè)計和制作硬件部分包括超聲波發(fā)射器和接收器、控制電路和距離顯示器。3.1超聲波發(fā)射器和接收器超聲波發(fā)射器和接收器主要是由壓電陶瓷晶片組成。在工作時，發(fā)射器會將電信號轉(zhuǎn)化成超聲波，在發(fā)射時會產(chǎn)生一定的功率和頻率。而接收器則是將接收到的超聲波信號轉(zhuǎn)化成電信號，并輸出到控制電路中。3.2控制電路控制電路主要是控制超聲波發(fā)射器和接收器的工作，以及進(jìn)行距離計算和處理。在本設(shè)計中，控制電路使用ArduinoUno板來進(jìn)行實現(xiàn)，通過編程控制發(fā)射器和接收器的工作，同時處理接收器輸出的電信號來計算距離。3.3距離顯示器距離顯示器的作用是將計算出的距離顯示出來。在本設(shè)計中，距離顯示器采用了LCD顯示屏，可以實時顯示距離。四、軟件設(shè)計和實現(xiàn)軟件部分主要是編寫程序?qū)崿F(xiàn)測量和顯示距離。本設(shè)計使用Arduino開發(fā)板進(jìn)行控制，程序采用C語言編寫。4.1超聲波發(fā)射和接收在發(fā)射和接收超聲波信號時，需要先將發(fā)射器置為高電平，持續(xù)10μs以上，然后將其設(shè)置為低電平。待發(fā)射器停止工作后，接收器開始接收反射回來的波，并將信號轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出。通過采集并處理這個電壓信號，就能夠計算出被測物體距離。4.2距離計算距離計算采用“時間差法”，其基本思路如下：假設(shè)發(fā)射器和接收器之間的距離為d，則超聲波的往返時間為：T=2d/v其中v為超聲波在空氣中的傳播速度。在本設(shè)計中，v為340m/s。如果記錄下發(fā)射和接收的時間，就可以計算得到時間差t：t=t2-t1其中t1為發(fā)射超聲波的時間，t2為接收超聲波的時間。將上述兩個公式整合，就可以得出被測物體與超聲波測距儀的距離d：d=T/2*t4.3距離顯示距離顯示采用了LCD顯示屏，通過Arduino控制芯片與顯示屏進(jìn)行通信，將處理后的數(shù)據(jù)顯示到屏幕上。在程序中，使用了LCD庫來簡化編程。五、總結(jié)本文主要介紹了超聲波測距儀的設(shè)計和制作。此項目可以幫助初學(xué)者對超聲波測距儀的原理和操作有更深入的了解，同時提供一些參考和借鑒。雖然本