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超声波测距总结报告

第一篇：超声波测距总结报告电子技术实验课程设计超声波测距系统总结报告自03胡效赫2010012351自03胡效赫2010012351一、课题内容及分析首先根据课程所给的几个题目进行选择，由于自己最近在做电子设计大赛的平台设计，希望对超声波测距在定位方面应用有更详尽的了解，所以选择课题三——超声波测距作为课程设计，内容如下：对课题进行分析：实验提供超声波传感器T40-16和R40-16，利用面包板和小规模芯片搭接电路，实现距离的测量及显示。大致思路即驱动发射端发出超声波，接收端收到返回的脉冲进行处理与计算得到测量距离并通过数码管和蜂鸣器显示。二、方案比较与选择由于超声波测距方案原理基本相同，只要能够检测出发射到接收的时间，并通过相应计算就可以得到所测距离。所以问题大致分为驱自03胡效赫2010012351动发射端、接收端检测、间隔时间计算与计算结果显示四部分。具体的方案设计如下：闸门脉冲源产生基准宽度为T的闸门脉冲，该脉冲一方面控制计数电路的计数启动和并产生计数器清零脉冲，使计数器从零开始对标准脉冲源输出的时钟脉冲（频率为17KHz）计数。同时开启控制门，超声波振荡器输出的40kHz脉冲信号通过控制门，放大后送至超声波换能器，由发射探头转换成声波发射出去。该超声波经过一定的传播时间，达到目标并反射回来，被超声波换能器的接收探头接收变成电信号，经放大、滤波、电压比较和电平转换后，还原成方波。图中的脉冲前沿检测电路检测出第一个脉冲的前沿，输出控制信号关闭计数器，使计数器停止计数。则计数器的计数值反映了超声波从发射到接收所经历的时间（或距离）。自03胡效赫2010012351三、模块化设计及参数估算1、闸门控制模块设计思路555振荡电路产生频率为2Hz的脉冲，作为闸门脉冲源。RC微分电路将输出的2Hz脉冲进行微分运算产生脉冲信号，作为计数启动和计数清零的信号，分别控制D触发器的置高端和74LS90的清零端。参数设计：555振荡电路T=(R1+2*R2)*C*ln2。其中R1取4.7kΩ，R2接入10kΩ滑动变阻器，最后实测7.51kΩ，C取47uF。RC微分电路R为1kΩ，C为4.7nF2、超声波发生模块设计思路555振荡电路产生频率为40kHz的脉冲，作为驱动超声波发射端自03胡效赫2010012351的基础脉冲信号。同时由2Hz闸门信号作为门控（高电平有效）。再利用电压比较器，对555脉冲信号进行整形，而后输出。参数设计555振荡电路T=(R1+2*R2)*C*ln2。其中R1取2kΩ，R2接入1kΩ滑动变阻器，最后实测440Ω，C取10nF。3、超声波接收模块设计思路电压放大电路，利用LF347放大超声接收端信号电压比较电路，利用电阻分压设计阈值电压VREF，当没有接收到信号时V-大于V+,输出为负，当接收到信号时V-小于V+,输出为正。稳压电路，电压比较器输出端接1kΩ电阻，反接5V稳压管接地，自03胡效赫2010012351使没有信号即输出为负时，输出-0.7V电平，有信号即输出为正时，输出5V电平。参数设计放大电路电阻值为1kΩ和750kΩ，放大倍数为750。电压比较器VREF由100kΩ电阻和100kΩ的滑动变阻器分压决定，最终滑动变阻器阻值取为5.68kΩ，VREF取值大致为-0.6V。4、计数控制模块设计思路计数控制模块由，计数启动和计数停止控制组成。由D触发器进行实现当计数开始时闸门信号的微分电路给出低电平脉冲将Q置高，计数信号有效。而接收到回波后，接收信号由低变自03胡效赫2010012351高，CLK产生上升沿将Q置低，计数信号关闭。5、计数模块设计思路555振荡电路产生17kHz的脉冲型号用来计数三个74LS90级联，采用十进制接法计数，分别对应米、分米、厘米。计数信号控制源由计数控制模块的D触发器的Q信号给出计数信号清零源由闸门控制信号的微分模块经由缓冲器后给出高脉冲清零。参数设计555振荡电路T=(R1+2*R2)*C*ln2。其中R1取5.1kΩ，R2接入47kΩ滑动变阻器，最后实测18.98kΩ，C取2.2nF。6、报警模块设计思路令A[4]，B[4]，C[4]分别对应米、分米、厘米，同时当模块计数时报警应该无效，设D触发器输出信号为Q，则逻辑函数Alarm=A1’A0’B3’B2’B1’Q自03胡效赫2010012351利用与非、或非及非逻辑运算搭接电路四、实验电路总图1、电路原理图自03胡效赫20100123512、时序图3、面包板布局五、实验结果与实验中出现的问题分析1、实验结果结果：基本要求及提高要求全部完成。其中四个地方用到了滑动变阻器分别是三个555的脉冲源（产生2Hz、17kHz和40kHz的方波）和接收模块的电压比较器阈值电压VREF的确定。调