1、1、设计原理 当超声波从空气中垂直入射到汽油、木材、钢材时，几乎产生全反射，这样，反射回来的回波具有足够的能量被接收探头所接收，为超声波测距创造了可能性。 “ 如图 1 所示，超声波测距原理是通过超声波发射传感器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就停止计时。常温下超声波在空气中的传播速度为 C=340m/s，根据计时器记录的时间 t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(S)，即：s=c*t/2=c*t0（t0 就是所谓的渡越时间）二、超声波测距系统硬件设计总体方案 本系统中选用的探头是 40KHz 的超声传感器，
2、有一支接收传感器 SZW-R40-10P 和一支发射传感器 SZW-S40-12M。 MC68HC908GP32 单片机是 Motorola 公司的第 2 代 8 位微控制器，由于其高性价比，非常适用于中小型 MCU 开发商和生产厂家的欢迎。这类 MCU 的指令集非常精简，容易被用户掌握。其主要硬件资源有：片内 307 字节的监控ROM，32KB 的片内 FLASH 存储器和 512B RAM，33 根通用的 I/O 引脚，2 个 16 位的双通道定时器接口模块，外部中断，同时具有看门狗监视复位，低电压极限检测复位，非法指令检测复位等，使得应用系统免除了进入死循环的危险。（一）发射电路。本系统
3、采用方波调制的脉冲发射电路，即采用单片机的PORTA4 口作为 IO 口，同时外接驱动芯片来提高其输出电流的驱动能力，保证40KHz 的脉冲信号有一定的功率。单片机产生以 5 个 40KHz 为一组的脉冲群，加到压电晶片上能使晶片发出超声波，当信号为高电平时，发射传感器两端就加上了高电压，内部的压电晶片开始振动，此时接收传感器的两端可以检测到有 40KHz 信号；当信号为低电平时，发射传感器通过回路放电，此时接收传感器可以接收到回波信号。 （二）接收前置及带通放大电路。放大电路共有三级：前置放大器是高阻抗输入级，高输入阻抗是为了与传感器的高阻抗匹配。 课题中的带通放大器采用了集成滤波器 MAX
4、275，这是一款连续时间模拟集成有源滤波器，片内硬件由四个运算放大器及若干电阻电容组成。MAX275 组成的滤波器具有外接元件少、结构简单、参数调整方便和不受运算放大器本身频率特性影响等优点；由于没有外接电容，而且是单片结构，因而高频场合时受分布电容的影响较小。MAX275 使用5V 电源，电源电流最大不超过 30mA。（三）LED 显示电路。MAX7219 就是一种高性能，低价格的多位 LED 显示驱动器，可同时驱动 8 位共阴极 LED 或 64 只独立的 LED 发光二极管，其内部具有14*8RAM 数字和功能控制寄存器，可方便的对每位数字进行单独控制，刷新，不需重写整个显示器寄存器。如
5、图 5，通信方式采用串行数据方式，可与68HC08 系列的任何一种微控制器方便的接口，广泛应用在条状图形显示器，7段数码管显示器，工业控制器显示模板，面板表与 LED 矩阵显示屏等众多场合。齐 鲁 工 业 大 学2013届 本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）第1章绪论1.1课 题 研 究 的 背 景人 们 生 活 水 平 的 提 高 ， 城 市 发 展 建 设 加 快 ， 城 市 给 排 水 系 统 也 有 较 大 发 展 ，其 状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特 别 是 排 水 系 统 往 往 落 后 于 城 市 建 设 。 因 此 ， 经 常 出 现 开 挖 已 经 建 设 好 的 建筑 设 施 来改 造 排 水 系 统 的 现 象 。 城 市 污 水 给 人 们 带 来 了 困 扰 ， 因 此 箱 涵 的 排 污 疏 通 对大 城 市 给排 水 系 统 污 水 处 理 ， 人 们 生 活 舒 适 显 得 非 常 重 要 。 而 设 计 研 制 箱 涵 排 水 疏 通移 动 机 器人 的 自 动 控 制 系 统 ， 保 证 机 器 人 在 箱 涵 中 自 由 排 污 疏 通 ， 是 箱 涵 排 污 疏 通 机器 人 的 设
