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+ i' z, U1 ^! _9 U: H0 ?摘要:基于单片机的超声波测距系统，采用测量输出脉冲宽度，即发射与接收超声波的时间间隔，通过对单片机
& p3 y6 `7 j$ y) y0 ] N; X适时控制外围电路，并向外围电路提供频率振荡、数据处理和译码显示等信号。该超声波发射电路包括门控电路(RS* h8 ?- o# A' a) E9 F
触发器)及微分/整形电路，接收电路则由接收、放大及信号筛选、整形电路组成。
/ B7 d8 P3 t; s/ o: D关键词:测距系统;超声波;单片机5 Z( o: C8 Z z; [+ U# c2 C
4 U' H! ^. T2 t/ r
1超声波测距原理2 }6 S0 s$ ~) d5 \8 b) q
超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一-
7 ] i% h7 p$ ]0 ^, d: s个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于0 f0 Z. E' S/ s4 Z2 i
压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共' h: b6 B( V k1 g
振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如$ j. M( E# N8 p; w8 {: {. l) J/ l2 h
果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波" \ V/ B" F" b; u! r- b% z$ x9 ]
时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信% m& U9 |1 G2 [& a% R. N
号，就成为超声波接收器。在超声探测电路中，发+ A: ]$ O+ L8 y
射端得到输出脉冲为-系列方波，其宽度为发射超9 m8 R& N3 o: I# a7 n& A
声与接收超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲
! w" J5 u3 w& B1 Q5 N c0 R4 ]宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。超声
4 ^* L# F0 E" ]0 Q b e) u测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电: {8 V4 m% ]1 H4 F
压，该电压(其幅值基本固定)与距离成正比，测
) I1 E: B; R7 f, N, W5 X+ X; u* n量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度，3 _0 k9 }4 V& D; d9 {( F
即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，故被测
/ h$ M! `& [1 A7 M4 r& G3 ]! e距离为s=1/2vt。本测量电路采用第二种方案。由
/ d0 v, J7 e" }2 b0 j于超声波的声速与温度有关，如果温度变化不大，3 {6 _' s2 Y! A4 ^
则可认为声速基本不变。如果测距精度要求很高，8 c) L, J/ K) F0 U- |5 d
则应通过温度补偿的方法加以校正。8 ^! u3 W3 }9 |
本方案以ATMEL89C52为核心，通过对其软: i6 V5 N$ b8 q% l0 h; [) j( I+ d
件编程，实现该对其外围电路的适时控制，并提供6 M) W9 O! k* v& p$ L8 t& C5 k4 F
给外围电路所需的信号，包括频率振荡信号、数据7 v0 t' W4 |* W) _, z
处理信号和译码显示信号等。简化了外围电路，且* R* b4 ?) N5 h& `" v& i5 P
移植性好。整个硬件电路方框图如图1。' ^$ s8 D: N: \) H. s4 d8 ?5 m1 y
2超声波发射电 路. Y% g# Z, P5 R* A- C/ C
2.1频率产生电路
) |, |' t' @+ P$ H2 m8 {5 U j( w; F K: R, k* }" C
9 V# F' r- P5 ?) T4 s( G: t- A0 [( R& E* ]; ^6 o
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发表于 2020-8-11 11:04
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