单片机-外文翻译-外文文献-英文文献-基于单片机的超声波测距系统的研究与设计
上传时间: 2022-05-25
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作为一种全新的探测技术,激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比,激光雷达是一种通过发射特定波长的激光,处理并分析回波信号,实现目标探测的技术,具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率,以及极大的探测距离等优点,目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析,从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量,因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路,对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。 激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案,传统的MCU实现方案较为普遍,但受线程的带宽限制,且难以提高系统的精度与复杂性;采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构,一定程度上提高了系统的带宽与复杂度,但成本较高,功耗较大,且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中,对系统控制复杂度,信号处理实时性,整体性能与功耗等要求,论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件,完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析;同时选用线程处理优势较强的MCU,实现相关信号的控制与高速串口的收发,完成PC软件终端的通信。 本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案,选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N,以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2,实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计,完成了相关外设的驱动控制,并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析,最终通过与所设计PC软件终端的通信,实现与硬件电路板的实时数据上传。 目前板卡在100MHz主频下工作,可完成10kHz激光器的触发,并行实现回波信号的实时处理与分析,以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统,多次进行硬件电路的测试与实验,表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常,性能稳定,且功耗低,保密性强,符合设计的需求,实验证明本文所提出方案的具有一定的可...
上传时间: 2022-05-28
上传用户:xsr1983
【摘要】:基于传统的方法在很多特殊场合:如带腐蚀的液体,强电磁干扰,有毒等恶劣条件下,测量距离存在不可克服的缺陷,超声波测距能很好的解决此类的问题。本论文主要对单片机超声波测距系统的原理,单片机的应用等进行了分析:对超声波的发生电路和接收电路,DS18B320温度采集电路,LCD显示电路,硬件制作和软件设计;对系统进行误差分析。【关键词】:超声波测距,单片机,DS18B20温度补偿,LCD显示,软件设计,误差分析。嵌入式系统无疑是当前最热门、最具有发展前景的IT应用之一。嵌入式系统的应用可以使传统的电子系统升级成为智能化的电子产品,使其成为具有“生命”的现代化智能系统。嵌入式系统一般应用于对实时响应要求较高的设备中,单片机作为嵌入式系统的核心部件,其应用使电子系统的智能化出现了意想不到的效果,常常无需对硬件资源做任何改动,只需更新系统软件就能使系统功能升级。现代社会中嵌入式系统无处不在,早已被应用在国防、国民经济、以及人们日常生活的各个领域,主要可以归纳为以下几个方面。(1)军事装备:各种武器控制(火炮控制、弹道控制、炮弹引信等),坦克、舰船、轰炸等各种电子装备,雷达、电子对抗、军事通讯装备等。(2)家用电器:各种家电产品,如数字电视、机顶盒、数码相机、VCD,DVD.可视电话、洗衣机、电冰箱、手机、智能玩具等。(3)工业控制:各种智能仪器仪表、数控装置、可编程控制器、分布式控制系统、工业机器人、机电一体化设备、汽车电子设备等。(4)商用设备:各种收款机、POS系统、电子秤、条形码阅读器、商务终端、IC卡输入设备、自动柜员机、防盗系统等。(5)办公用品:复印机、打印机、传真机、扫描仪、手机、个人数字助理(PDA).变频空调设备、通信终端、程控变换机、网络设备等。6)医疗电子设备:各种医疗电子仪器,如 光机、超声诊断仪、心脏起搏器、监护仪器等,以及辅助诊断系统、专家系统等。单片机应用系统的设计包括单片机基本扩展、外围电路设计和程序设计、单片机应用系统开发环境、系统可靠性设计、电磁兼容性设计等内容。通常开发一个单片机系统的步骤如下:
上传时间: 2022-06-18
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超声波测距是一种非接触式的测量方式,与其它方法相比(如电磁的或光学的方法),它不受光线、被测对象颜色的影响,对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。因此,研究超声波在高精度测距系统中的应用具有重要的现实意义。在本文中,首先阐述了超声波测距的发展及应用,超声波传感器,超声波测距的基本原理,超声波侧距系统的关键技术以及如何提高超声波测距的精度。然后设计一个小型的超声波高精度测距系统,详细论述了超声波测距系统的整体结构设计和工作原理,超声波发射与接收一体电路的实现,单片机C8051F010的特点以及单片机的外围电路和相应的集成开发环境,以及相关程序的设计。关键词:超声波,单片机,高精度测距利用超声波来实现定位是蝙蝠等生物作为防御和捕捉猎物的手段,生物体可以发射出人们不能听到的超声波(20KHz以上的声波),借助空气或其它介质传播。通过捕捉障碍物反射回来的时间间隔长短和反射回来的信号强弱来判断反射物的类型及距离的远近。超声学是近年来发展十分迅速的一门技术,人们采用仿真技能,利用超声波,已应用在很多方面。超声技术可分为检测超声和功率超声,作为检测用的超声波显然属于检测超声的范畴"。检测超声主要是利用超声的信息载体作用,即通过超声在媒质中的传播、吸收、散射、波形转换等,提取反映媒质本身特性或内部结构的信息,达到检测媒质性质、物体形状或儿何尺寸、内部缺陷或结构的目的。利用超声对目标进行检测有其独特的优点1回2:超声波在传播时,方向性强,能量易于集中,几乎沿直线传播;超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离;超声波对色彩、光照度不敏感,对外界光线和电磁干扰不敏感,可以用于黑暗、有烟雾或灰尘、电磁干扰强等恶劣的环境中;超声波传感器结构简单,体积小,费用低,信息处理简单可靠,易于小型化和集成化。正因为超声波有着这些独特的优点,在国民经济和国防中越来越被人们所重视。
上传时间: 2022-06-18
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TDC-GP22激光测距仪应用指南
上传时间: 2022-07-09
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使用TDC-GP22时间数字转换器的激光测距仪
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ATK-VL53L0X激光测距模块应用程序源码等资料汇总
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VL53L0X 激光测距模块demo程序及原理图
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激光雷达系统与技术-(美)巴克曼(C.G. Bachman)著-胡桂兰译-国防工业出版社-1983-148P-2.25M
标签: 激光雷达系统
上传时间: 2022-07-25
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无扫描激光雷达测距成像技术和其他测距系统相比具有可对动态物体清晰成像,功耗低,体积小,成本低廉的优点。无论在军事上,还是在民用上都有非常重要的地位,是激光需达的重点研究方向。本论文介绍了四种基于不同原理的无扫描激光雷达方案。其中基于脉冲增益调制法的无扫描激光雷达具有很强的创造性,该方案使用脉冲光源,脉冲光源发出脉冲光照射目标物体,经物体反射后由功能光接收器MCP(Micro Channel Plate)接收,对MCP施加线性增益调制,在MCP输出端形成新的光场,由CCD(Charge Couple Device)接收.CCD输出的图像经图像处理后得到二维图像信息。该方案对背景光干扰不敏感,可成像距离远,具有很大的研究价值。本文设计了一套模拟系统来验证基于脉冲调制法的无扫描激光雷达测距方案的可行性,由于光电倍增管PMr(Photoelectric electron-multiplier tube)在功能上和MCP具有最大的相似性,所以模拟系统中功能光接收器采用光电倍增管。系统由激光驱动模块、PMT驱动模块、时序控制模块、采样接收模块四个部分组成。我们利用自行研制的模拟系统进行了大量的模拟实验,经过对实验结果分析发现该模拟系统的测量距离可达到1千米,测量误差在15米以内,表明了该方案是确实可行的。论文最后对误差来源进行了分析,并对整个项目进行了总结和展望。
上传时间: 2022-06-22
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