設計一個測距裝置

1. 利用單片機的定時/計數功能設計一個頻率測量裝置，並以此頻率輸出方波

可以看看這個，51單片機簡易頻率計

2. 我想用超聲波模塊來製作一個測距裝置 想設置一個固定的測距范圍，超過范圍報警 怎樣實現

這個問題放了復好幾天居然沒人制回答。。。難道大家和我的感覺一樣？
的確不太好回答，就如同問「我想用電飯煲做一份烤肉，怎樣實現？」
首先，你說的這個『測距范圍』是直線距離還是一定的角度？
如果是直線距離，這個問題也就太簡單了，隨便找個測距模塊都能實現，只是軟體判別的程序稍微改動一下即可。
如果是一定的角度范圍，那麼就太難了，因為目前的超聲波感測器，大多在軸線方向敏感，大角度范圍的檢測，只有在很近的范圍內有效。這時，你恐怕就要考慮其它檢測技術了。
所以，你的問題能否敘述的再詳細一些？

3. 設計一個微小唯一測量裝置 幾句話就行！考試一道題目！ 光電技術！

把一個點光源固定在你的被測物上，採用放大成像的光學鏡頭成像，用線陣CCD接收，採用重心演算法可以把測量精度提高到十分之一微米。

4. 我想設計一個自動測量一個圓轉一圈的直徑,都需要用得那些知識

材料力學知識，工程力學知識，機械學知識，電氣工程學知識，力學檢測學知識。

5. 簡要敘述光速測量的基本原理，設計一個將光速測量儀改裝成一個測距儀的原理和測量方法

不好意思，你的問題過於復雜，一時半會兒解決不了。

6. 設計一個以單片機為核心的頻率測量裝置。求大神給寫一下程序。

單片機頻率計模擬。

#include<reg52.h>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit p0=P1^0;

bit tb0,tb1;

uchar tt0,tt1,tt2,tt3;

uchar code led[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

void main()

{

TMOD=0x11;

TH0=(65535-50000)/256;

TL0=(65535-50000)%256;

EA=1;

ET0=1; //開定時器0中斷

ET1=1; //開定時器1中斷

TR0=1; //啟動定時器0

TR1=1; //啟動定時器1

while(1)

{

if(TR1==0)

{

// tt3=65536*tt2+266*TH1+TL1

TH1=0x00;TL1=0x00;

tt1=0x00;tt2=0x00;

tb1=1;

led[0]=tt3/1000000;

led[1]=tt3/100000%10;

led[2]=tt3/100000%10;

led[3]=tt3/10000%10;

led[4]=tt3/1000%10;

led[5]=tt3/100%10;

led[6]=tt3/10%10;

led[7]=tt3%10;

}

if(tt0==1 && tb0=1)

{

tb0=1;P0==0xff;

P2=led[0];P0=0xfe

}

if(tt0==2 && tb0=1)

{

tb0=1;P0==0xff;

P2=led[1];P0=0xfd

}

if(tt0==3 && tb0=1)

{

tb0=1;P0==0xff;

P2=led[2];P0=0xfb

}

if(tt0==4 && tb0=1)

{

tb0=1;P0==0xff;

P2=led[3];P0=0xf7

}

if(tt0==5 && tb0=1)

{

tb0=1;P0==0xff;

P2=led[4];P0=0xef

}

if(tt0==6 && tb0=1)

{

tb0=1;P0==0xff;

P2=led[5];P0=0xdf

}

if(tt0==7 && tb0=1)

{

tb0=1;P0==0xff;

P2=led[6];P0=0xbf

}

if(tt0==8 && tb0=1)

{

tb0=1;P0==0xff;

P2=led[7];P0=0x7f

tt0=0;

}

}

}

void timer0() interrupt 1

{

TH0=(65535-2000)/256;

TL0=(65535-2000)%256;

tt1++;

if(tt1==500)

{

TR1=0; //啟動定時器1

tb1=0

}

tt0++;tb0=1;

if(tb1==1 && TR1==0)TR1=1;

}

void timer1() interrupt 3

{

tt2++;

}

7. 運用數字通信知識設計一個測距系統

安全避障是移動機器人研究的一個基本問題。障礙物與機器人之間距離的獲得是研究安全避障的前提，超聲波感測器以 其信息處理簡單、價格低廉、硬體容易實現等優點，被廣泛用作測距感測器。本超聲波測距系統選用了SensComp公司生產的Polaroid 6500系列超聲波距離模塊和600系列感測器，微處理器採用了ATMEL公司的AT89C51。本文對此超聲波測距系統進行了詳細的分析與介紹。

1、 超聲波感測器及其測距原理

超聲波是指頻率高於20KHz的機械波[1]。為了以超聲波作為檢測手段，必須產生超生波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波感測器，習慣上稱為 超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波感測器有發送器和接收器，但一個超聲波感測器也可具有發送和接收聲波的雙重作用。超聲波感測器是利用壓電效應[1]的原 理將電能和超聲波相互轉

化，即在發射超聲波的時候，將電能轉換，發射超聲波；而在收到回波的時候，則將超聲振動轉換成電信號。

超聲波測距的原理一般採用渡越時間法TOF（time of flight）[2]。首先測出超聲波從發射到遇到障礙物返回所經歷的時間，再乘以超聲波的速度就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離，即

1、 硬體電路設計

我們設計的超聲波測距系統由Polaroid 600系列感測器、Polaroid 6500系列超聲波距離模塊和AT89C51單片機構成。

2.1 Polaroid 600系列感測器

此超聲波感測器是集發送與接收一體的一種感測器。感測器裡面有一個圓形的薄片，薄片的材料是塑料，在其正面塗了一層金屬薄膜，在其背面有一個鋁制的後板。 薄片和後板構成了一個電容器，當給薄片加上頻率為49.4kHz、電壓為300VAC pk-pk的方波電壓時，薄片以同樣的頻率震動，從而產生頻率為49.4kHz的超聲波。當接收回波時，Polaroid 6500內有一個調諧電路，使得只有頻率接近49.4kHz的信號才能被接收，而其它頻率的信號則被過濾。

Polaroid 600超聲感測器發送的超聲波具有角度為30度的波束角[3]，如圖1所示：

圖1 波束角

超聲波感測器既可以作為發射器又可以作為接收器，感測器用一段時間發射一串超聲波束，只有待發送結束後才能啟動接收，設發送波束的時間為D，則在D時間內 從物體反射回的信號就無法捕捉；另外，超聲波感測器有一定的慣性，發送結束後還留有一定的余振，這種余振經換能器同樣產生電壓信號，擾亂了系統捕捉返回信 號的工作。因此，在余振未消失以前，還不能啟動系統進行回波接收，以上兩個原因造成了超聲感測器具有測量一定的測量范圍。此超聲波最近可以測量37cm。

2.2 Polaroid 6500系列超聲波距離模塊

Polaroid 6500系列超聲波距離模塊的硬體電路如圖2所示：

圖2 Polaroid 6500系列超聲波距離模塊的硬體電路

TL851是一個經濟的數字12步測距控制集成電路。內部有一個420KHz的陶瓷晶振，6500系列超聲波距離模塊開始工作時，在發送的前16個周期，陶

瓷晶振被8.5分頻，形成49.4KHz的超聲波信號，然後通過三極體Q1和變壓器T1輸送至超聲波感測器。發送之後陶瓷晶振被4.5分頻，以供單片機定時用。TL852是專門為接收超聲波而設計的晶元。因為返回的超聲波信號比較微弱，需要進行放大才能被單片機接收，TL852主要提供了放大電路，當TL852接收到4個脈沖信號時，就通過REC給TL851發送高電平表明超聲波已經接收。

2.3 AT89C51單片機

本系統採用AT89C51來實現對Polaroid 600系列感測器和Polaroid 6500系列超聲波距離模塊的控制。單片機通過P1.0引腳經反相器來控制超聲波的發送，然後單片機不停的檢測INT0引腳，當INT0引腳的電平由高電 平變為低電平時就認為超聲波已經返回。計數器所計的數據就是超聲波所經歷的時間，通過換算就可以得到感測器與障礙物之間的距離。 超聲波測距的硬體示意圖如圖3所示：

圖3 超聲波測距的硬體示意圖

3、系統軟體設計

系統程序流程圖如圖4所示：

圖4超聲波測距程序流程圖

工作時，微處理器AT89C51先把P1.0置0，啟動超聲波感測器發射超聲波，同時啟動內部定時器T0開始計時。由於我們採用的超聲波感測器是收發一體 的，所以在發送完16個脈沖後超聲波感測器還有餘震，為了從返回信號識別消除超聲波感測器的發送信號，要檢測返回信號必須在啟動發射信號後2.38ms才 可以檢測，這樣就可以抑制輸出得干擾。當超聲波信號碰到障礙物時信號立刻返回，微處理器不停的掃描INT0引腳，如果INT0接收的信號由高電平變為低電平，此時表明信號已經返回，微處理器進入中斷關閉定時器。再把定時器中的數據經過換算就可以得出超聲波感測器與障礙物之間的距離。

4、實驗數據處理

由於受環境溫度、濕度的影響，超聲感測器的測量值與實際值總有一些偏差，表1列出了本超聲測距系統測量值與對應的實際值：

表1超聲測距系統測量值與實際值 單位：cm

從表中的數據可以看出，測量值總是比實際值大出大約7cm，經過分析原因主要有三個方面：第一方面，超聲波感測器測得的數據受環境溫度的影響；第二方面，指令運行需佔用一定的時間而使得測量的數據偏大；第三方面，為了防止其他信號的干擾，單片機開始計數時，驅動電路發送16個脈沖串。對於單個回聲的方式，當

驅動電路接收到碰到障礙物返回的第四個脈沖時就停止計數，所以最終測得的時間比實際距離所對應的時間多出四個脈沖發送的時間。為了減小測量值與實際值的偏差，我們採用最小二乘法[4~5]對表1的數據進行修正。經過擬合，我們得到下面的方程：

y=1.0145x-9.3354 （其中：y為實際值，x為測量值）

修正後本超聲波測距系統測量值與實際值的對應關系如表2所示：

表2 修正後超聲測距系統測量值與實際值 單位：cm

從修正後的數據我們可以看出，系統的測量誤差在±2%以內，滿足我們的測量要求。

5、結論

利用超聲波感測器進行測距，其中主要的就是要保證在電路設計上一定要滿足電路工作的可靠性、穩定性。經過實驗與分析，我們認為用6500系列距離模塊和600系列超聲波感測器進行距離的測量簡單、經濟、可靠，測得數據的誤差比較小。

8. 光電技術設計一個微小位移的測量裝置

可以參考下光電電子光柵尺原理

9. 想要設計一個測量距離的裝置

你這問題確實值得思考，不過這東西做出來了，那你不是發財了，可以申請專利了吧！嘿嘿~~ 支持你的想法~

10. 如何利用壓電式感測器設計一個測量軸承支座受力情況的裝置。

基於壓電效應的感測器。是一種自發電式和機電轉換式感測器。它的敏感專元件由壓電材屬料製成。壓電材料受力後表面產生電荷。此電荷經電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗後就成為正比於所受外力的電量輸出。壓電式感測器用於測量力和能變換為力的非電物理量。它的優點是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結構簡單、工作可靠和重量輕等。缺點是某些壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應差，需要採用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。
軸承是當代機械設備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦系數，並保證其回轉精度。
按運動元件摩擦性質的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。其中滾動軸承已經標准化、系列化，但與滑動軸承相比它的徑向尺寸、振動和雜訊較大，價格也較高。
滾動軸承一般由外圈、內圈、滾動體和保持架四部分組成，嚴格的說是由外圈、內圈、滾動體、保持架、密封、潤滑油 六大件組成。主要具備外圈、內圈、滾動體就可定意為滾動軸承。按滾動體的形狀，滾動軸承分為球軸承和滾子軸承兩大類。