原创《测距系统开发和调试》：本论文主要论述了测距系统开发论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
摘 要：本文详细介绍了对已开发出的测距系统进行软硬件试验调试.试验表明该系统在100mm～5000mm范围内能够实现准确测距,本课题的研究具有一定的实用价值.
关键词：测距；调试；精确
1引言
本课题来源于“江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目”,最终研发出的测距系统采用超声波技术.超声波精确测距系统主要功能包括：
（1）超声波的发射、接收,并根据计时时间计算测量距离；
（2）检测空气温度、湿度用于距离计算的补偿；
（3）LED显示器显示距离、温度、湿度；
（4）键盘接收用户命令并处理；
（5）当系统运行不正常时,用电平式开关和上电复位电路复位.
本文所研制出的自动化传感装置,通过实验分析超声波测距系统的性能和效果.
2精确测距系统
超声波测距结构,如图2.1所示,由系统处理模块、驱动模块、接收模块、超声波传感器四大部分组成.
（1）系统处理模块
系统处理模块包括单片机最小系统、电源电路、温度补偿电路、湿度补偿电路、键盘接口电路（人机接口电路）、LED接口电路、LCD接口电路、串行通信接口电路.
单片机最小系统负责控制、运算等功能,是整个测距系统的大脑.电源电路是系统心脏,为其他模块提供稳定电源.温度和湿度补偿电路分别为超声波测距系统提供温度和湿度的补偿,从而获得精确的测量结果.键盘接口电路增加了人机接口的功能,负责控制系统和操作者之间的沟通,包括从操作者获取指令、数据以及将测试结果反馈给操作者等.LED接口电路和LCD接口电路能够实时显示测量数据.串行通信接口电路主要方便系统和其他控制设备之间的数据交换,便于系统的扩展.
（2）驱动模块.驱动模块,主要包括超声波发射电路,其负责将单片机输出的40KHZ信号放大输出,驱动超声波发射探头,将电信号转化为超声波信号.
（3）接收模块.接收模块,主要包括超声波接收电路,其负责处理超声波接收探头取得的回波,将超声波信号转化为电信号,反馈给CPU模块.系统使用SONY公司的CX20106A集成电路对接收探头接收到的信号进行放大、滤波.
（4）超声波传感器.超声波传感器是超声波测距系统的关键部件.本文超声波测距选用的是压电式收发分体超声波传感器T/R40-16,其特性：T-发射；R-接受；40-中心频率；16-外壳直径.
系统设计中,通过软件实现40K Hz方波的产生,利用单片机的定时/计数器和外部中断器检测渡越时间.具体实现过程可以分为以下几个步骤：（1）准备检测,用软件生成40KHZ方波；（2）发射方波串,然后开始计时；（3）判断是否有回波,如果无就等待,反之则停止计时；（4）读取计时结果,计算出渡越时间t,根据渡越时间和当前温度下的波速,一起計算目标物的距离.
3系统调试
开发出的测距系统采用软硬件相结合的调试方式,进行综合调试并进行测试试验,得出部分试验数据,并分析了测距误差产生的原因.为保证系统正常工作,不仅需要保证硬件的设计和焊接没有问题,还需要对硬件和软件进行调试.为了保证硬件电路和设计原理图一致,以及电路板焊接没有出现虚焊、漏焊等问题,必须对系统进行电气调试.系统电气调试工具包括VICTOR VC890D数字万用表、RIGOLDS5102CA示波器、12V*2A鑫威达HX008-1202直流电源等,系统的电气调试步骤如下：（1）检查电源系统工作,清洁稳定的电源是系统工作的前提.电源接口安装在系统的左侧,通过电源给系统提供12V的供电电源.（2）用数字万用表检测电路板各部分电路,使之无虚焊、漏焊等现象,保证电路导通.（3）测试LED显示等辅助功能运行良好.首先,将四位数码管显示均调整为“0”；然后,根据每位显示数值查表得到显示段码；最后,利用软件编程,分别给数码管赋值“0”至“9”,使LED对应显示相应数字.（4）测试超声波发射电路.调节超声波发射电路时,通过频率计测超声波发射端的频率来调节可调电感知,使其谐振频率精确在40K HZ.（5）测试超声波接收电路.根据接收信号调整接收电路的电容和电阻,当电阻为210KΩ、电容为47×103pF时,系统能够接收到较好的波形.当系统接收到回波后,产生低电平脉冲,使单片机的T0计数器停止计数,这样就测出了超声波往返所需要的时间,从而可以求出待测距离.用示波器观察到的发射波可以看出,发射超声波的同时,来一个负脉冲,以此作为开始计时时刻,等接收到回波信号时,再来一个负脉冲信号,从上图可以直观地看到两外负脉冲间的时间差,这就是测得的超声波往返所需要的时间.（6）进行测距试验,匹配补偿参数.
4系统试验和结果分析
选择墙面为被测物之后,为了增强测距仪的测距准确信,又再次用行道树作为试验.测距仪平放在平整的小凳上,针对1株行道树重复进行测距试验.在环境温度32℃时,测距仪平放在小凳上,在有温度湿度补偿的情况下,针对1株行道树重复进行3次距离测试.利用精度为1mm的钢制米尺测量下表中实际距离,分别在距离靶标50mm、100mm、500mm、1000 m、2000mm、3000mm、4000 mm、5000 mm进行系统测试,得到测距结果：三次测量的平均测量值为27.67mm、48.33mm、99.00m、498.67mm、999.33mm、1997.00mm、4037.3 3mm、5047.33mm.试验结果分析：一是测量距离对测量精度影响较大.当测量距离小于100mm时,测量相对误差较大；当测量距离大于100mm时,测量相对误差在1.00%之内.二是当测量距离在100mm～5000mm时,测距仪重复测量结果相对稳定,重复测量结果之间差距不大,特别当测量距离在500mm～3000m时,重复测量结果更加稳定准确.因此,通过上述测试可知,通过温湿度补偿,在100mm～5000mm范围内测距的相对误差在1.00%以内,能满足测距系统的精度要求,特别在500mm～3000mm范围内测量精度更高.
本项目设计并实现了一种基于超声波技术的精确测距系统.通过查阅相关的国内外文献资料,充分利用现有的试验条件,在深入研究超声波测距理论的基础上,根据测距所要求的技术指标,提出了超声波测距系统的整体设计方案,试验表明,该系统在100mm～5000mm范围内能实现准确测距,并具有LED实时显示功能.
测距系统开发论文参考资料：
结论：测距系统开发和调试为关于测距系统开发方面的论文题目、论文提纲、miui9开发版论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
