基于DSP MC56F8037超声波测距仪的研究

发布时间：2017-05-04 14:14

  本文关键词：基于DSP MC56F8037超声波测距仪的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超声波测距作为无损检测方法之一,它不受光线,被测物的颜色,材质等因素的影响,对环境有一定的适应能力,具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好等特点,这就使得超声波测距系统在工业自动化非接触环节、农业水利工程节水灌溉、汽车安全倒车雷达等领域都有应用。本课题将DSP技术与超声波测距技术相结合开发出测量范围为0.5-7m,精度为2cm的超声波测距仪。利用编入程序的飞思卡尔公司的DSP MC56F8037作为微处理系统的核心,首先利用它来产生26KHZ的PWM激励波,该PWM波通过逻辑电路及高频变压器转换成高频高压信号来驱动超声波探头发射超声波；由于本设计采用了收发一体式的超声波探头,该探头将感应到的微弱的超声波回波信号,经过硬件调理电路传输到DSP中。由于DSP对所接受的信号自动进行处理计算出所要测量的距离,再将处理所得距离实时地刷新由LCD显示出来。根据这一设计要求,主要研究目标及内容为硬件结构的设计与软件工程的开发。 硬件电路主要采用的运算速度快且价格相对低廉MC56F8037DSP作为处理器,相对于一般的单片机作为处理器的超声波测距仪来说大大加强了系统对回波信号的处理能力及系统的稳定性。还包括电源模块、超声波发射模块、接收信号处理模块、温度补偿模块、人机界面(LCD显示)等。 1)电源模块：包括+12V稳压输出电路、正负5V直流稳压输出电路、+3.3V直流稳压输出电路。 2)超声波发射模块：包括逻辑驱动模块、推挽式变送器、高频变压器。 3)超声波接收信号处理模块：包括限幅电路、前置放大电路、带通滤波电路、精密整流电路、基准电压输出电路、比较电路、RS触发电路。 4)温度补偿模块：超声波测距的最大误差来源就是环境温度对超声波传输速度的影响,为了得到较为精确的测量结果,就要根据经验公式V=331.5+0.61T来对波速进行温度补偿。 软件系统设计充分运用了DSP MC56F8037的内部资源实现测距的各个功能,主要包括以下部分：主程序、A/D转换子程序、温度补偿子程序、距离计算子程序和液晶显示子程序。
【关键词】：超声波 测距系统 DSP MC56F8037 脉冲回波 温度补偿
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH761.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 超声波测距技术的历史与发展现状9-11
• 1.2 超声波测距技术的优势11
• 1.3 本课题研究的主要内容11-13
• 第二章 超声波测距原理13-19
• 2.1 超声波的概念13
• 2.2 超声波的物理性质13-16
• 2.2.1 超声波的基本参数13-14
• 2.2.2 超声波的传播特性14-15
• 2.2.3 超声波的衰减15-16
• 2.3 超声波传感器16-17
• 2.3.1 压电效应16-17
• 2.4 大作用距离超声波换能器17-19
• 第三章 基于DSP MC56F8037超声波测距仪的设计方案19-22
• 3.1 总体设计思想19
• 3.2 处理器的选择19-22
• 3.2.1 DSP的简介20
• 3.2.2 MC56F803720-22
• 第四章 系统硬件结构设计22-44
• 4.1 超声波发射模块22-26
• 4.1.1 驱动逻辑电路22-24
• 4.1.2 高频变压器的设计24-26
• 4.2 超声波接收电路处理模块26-34
• 4.2.1 精密放大电路27
• 4.2.2 带通滤波电路27-29
• 4.2.3 精密整流电路29-30
• 4.2.4 基准电平输出电路30-32
• 4.2.5 电平比较电路32-34
• 4.3 温度补偿电路34-36
• 4.4 数字信号电路设计36-42
• 4.4.1 DSP处理器模块36-38
• 4.4.2 电源电路38-39
• 4.4.3 时钟电路39-40
• 4.4.4 复位电路40-41
• 4.4.5 JTAG口仿真电路41
• 4.4.7 LCD液晶显示41-42
• 4.5 PCB板的设计42-44
• 第五章 软件设计44-53
• 5.1 Code Warrior IDE软件编程环境44
• 5.2 系统程序设计44-53
• 5.2.1 程序的主要流程44-45
• 5.2.2 超声波发射程序45-47
• 5.2.3 超声波回波信号处理程序47-49
• 5.2.4 温度补偿模块49-50
• 5.2.5 显示模块50-53
• 第六章 超声波测距系统调试的结果与分析53-64
• 6.1 选通信号控制PWM波输出调试过程53
• 6.2 高频变压器设计调试53-55
• 6.3 超声波接收信号调试55-57
• 6.4 比较电路调试57-59
• 6.5 定时器测距调试过程59-60
• 6.6 A/D转换调试60
• 6.7 数据处理60-64
• 第七章 总结与展望64-65
• 参考文献65-68
• 附录A 主要原理图68-71
• 附录B PCB图71-72
• 附录C 主要程序72-80
• 致谢80-81
• 作者攻读硕士期间发表的文章81-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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  本文关键词：基于DSP MC56F8037超声波测距仪的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：345230