便携式超声波测距仪设计报告

本设计以Philips的低功耗单片机LPC922为核心控制器件，使用LM567和低功耗集成运放LM358制作了放大鉴频电路，并以CD4051实现放大倍数的切换；采用CD4069反相器提高信号发射功率；结合ISD4002语音芯片所具有的语音处理功能实现语音播报距离；使用温度传感器DS18B20，设计的一种带有温度补偿的便携式超声波测距仪，设计中充分使用单片机的数学运算和控制功能，使系统实现了下限报警，并具有较高的测量精度和较短的反应时间。实现了最大测距6m、测量盲区0.05m、测量误差 0.03m、系统平均工作电流成功的控制在8.9mA以内、数据更新速度小于1s 。成功完成了题目的全部基本要求和发挥部分，并有自己的特色发挥，整体上保证了设计任务的超额完成。 《便携式超声波测距仪设计报告》详述 本文主要介绍了一种基于Philips LPC922低功耗单片机的便携式超声波测距仪设计，该设计集成了多种功能，包括精确测距、温度补偿、语音播报以及低功耗特性。以下是设计的核心组成部分和关键技术： 1. 控制核心：Philips LPC922单片机以其低功耗特性（3V供电，掉电模式下工作电流仅为90μA）成为整个系统的核心。它具备丰富的内部资源，易于编程，能够满足测距仪的控制和计算需求。 2. 放大鉴频电路：利用LM567和LM358低功耗集成运放构建的放大鉴频电路，可以增强超声波信号的接收效果，提高系统的测量精度。 3. 增益切换：通过CD4051实现放大倍数的切换，可以根据不同环境和需求调整信号的放大程度，确保信号质量。 4. 发射功率提升：采用CD4069反相器提高超声波信号的发射功率，从而增强测距仪的探测范围。 5. 语音播报：结合ISD4002语音芯片，可以将测量的距离以语音的形式实时播报，增加了使用的便捷性和人性化。 6. 温度补偿：利用DS18B20温度传感器，设计了温度补偿机制，保证在不同温度环境下，测量结果的准确性。 7. 下限报警：通过单片机的控制功能，系统能实现下限报警，当测量值低于预设阈值时，发出警告，提升了安全性。 8. 测量性能：设计的测距仪达到了最大测距6m、测量盲区0.05m、测量误差0.03m的优秀性能，且系统平均工作电流控制在8.9mA以内，数据更新速度小于1s。 9. 稳压电源：选择了三端集成稳压器LM7805，搭配多级电容滤波，保证了电源的稳定，降低了系统功耗。 10. 总体设计：系统整体结构包含了电源、键盘、显示、语音播报、温度传感器、MCU及超声波测距模块，形成了一个完整的便携式测距解决方案。 设计中的创新点在于将多种技术巧妙融合，实现了高效、精准、低功耗的测距功能，并且通过语音播报提升了用户体验。这一设计不仅满足了基本要求，还进行了额外的发挥，体现了设计者对技术的深入理解和应用能力。