具有实时语音播报的超声波测距测速仪.docVIP

. Word资料 . Word资料 具有实时语音播报的超声波测距测速仪（C题） 摘 要：本文研究内容为实时语音播报的测距测速仪，利用超声波进行距离测量,测量精度在厘米级别,适用于近距离测距。本系统以STC12C5A60S为微处理芯片，其产生40kHz频率，再利用超声波换能器TCT40-16T产生超声波信号并发射出去，由TCT40-16R接收超声波信号，并利用超声波专用芯片CX20106A检波、处理超声波信号，最后发送给微处理器。微处理器通过计算得到与障碍物的距离，并通过所得距离计算出物体的移动速度。微处理器通过串口控制JQ6500语音模块。当微处理器计算得到障碍物的距离和物体移动速度时，微处理器发送指定的命令，驱动语音模块播放保存在FLASH中的语音,实现实时语音播报。 关键词:STC12C5A60S2;JQ6500;超声波。 . Word资料 1 系统方案设计 1.1 设计任务 根据命题要求，设计并制作一台具有实时语音播报的超声波测距测速仪。 A. 具有超声波测距功能，测量距离0.2m～3.0m，测距精度±1cm； B. 自动语音实时播报测量距离数值；实时播报时间间隔t≤10s；实时语音播报清晰明亮、无明显失真，在1米距离处人耳能准确分辨。 C. 实时显示测量的距离和速度，并且显示内容要与语音播报内容同步。 1.2 总体设计方案 具有实时语音播报的超声波测距测速仪由6部分组成：超声波发射模块、超声波接收模块、51单片机最小系统、LCD1602显示模块、JQ6500语音播报模块、按键模块组成。 图1-1 超声波测距测速仪组成图 1.3 声波测速测距原理 1.3.1声波测距原理 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到发射波就立即停止计时。假设超声波在空气中的传播速度为V，根据计时器记录的时间T，发射点距障碍物的距离S,如图1-2所示。 图1-2 声波测距示意图 两探头中心距离的一半用M表示，超声波单程所走过的距离用L表示，可得： （公式1-1） QUOTE （公式1-2） 在整个传播过程中，超声波所走过的距离为： QUOTE （公式1-3） 由公式（公式1-1）、（公式1-2）、（公式1-3））可得： QUOTE （公式1-4） 当被测距离S远远大于M时，上式变为： QUOTE （公式1-5） 因为本设计测距精度为厘米级别，对误差要求不是很高，所以将声速取值为在20℃的时的传播速度，即V=344米/秒。 1.3.2声波测速原理 超声波发射器向某一方向发射超声波，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来。如图1-4所示，其中S为测得物体与障碍物的距离， QUOTE 为车的速度， QUOTE 为超声波发射器发出一次超声波的间隔。 图1-3 声波测速示意图 可得物体的速度 QUOTE : QUOTE （公式1-6） QUOTE （公式1-7） 2 硬件设计 2.1 电源稳压电路 LM2940是常用的三端稳压器，能提供DC5.0V的输出电压，内含过流和过载保护电路。 稳压电路的供电是由5节南孚电池组成，方便携带和使用。在LM7805的输入端并联了两个电容，一个是电解电容，一个是普通的电容，电解电容起到防止电流过大而烧坏芯片，而普通电容起到滤波作用。在输出端与地端接了一个LED和一个电阻，这样可以显示LM7805是否正常工作。 图2-1 稳压电路图 2.2 超声波发射与接收电路 超声波发射模块是由超声波发