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0 T6 F4 {4 ]: S' @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
, C, K. Y/ I7 p" k, 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
3 ?7 B/ f3 f4 ^# q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。/ B+ d& i; x9 F. c0 O2 E2 U; A
关键词:测距系统;超声波;单片机( W# w+ v! l2 L2 J' z; U# d X
2 p7 r$ \& d7 ~! A
1超声波测距原理: v+ N. B3 `* w. ~: G* Y' q
超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一-
8 n, Y+ i* M3 z' ]2 `' k$ ]4 O个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于- j. K" v. e o4 g6 V) l! u
压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共
+ J; G/ c5 Z+ ^/ ?: C; g振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如- L0 E# ?0 r) P' ]' ^% G% G- g3 p, s% M& @
果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波5 c0 c. D* Q& W7 W5 j' W
时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信: \7 ?% A) e) C, ~) O
号，就成为超声波接收器。在超声探测电路中，发( q3 |5 } o0 Y, ] @/ Z6 u
射端得到输出脉冲为-系列方波，其宽度为发射超7 U8 R" [( t1 g. a$ f9 [
声与接收超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲, B8 K' C b) V) x. T6 p E
宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。超声2 \' c" w0 X1 d! E+ ^: x
测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电8 w3 p" A" B0 x1 p; q0 Y
压，该电压(其幅值基本固定)与距离成正比，测
7 ]. D9 ^' D+ x& W3 a t! q- H量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度，5 e# w& h4 ?# X. b) |* Y7 B9 r
即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，故被测$ s/ N, v z/ u0 A
距离为s=1/2vt。本测量电路采用第二种方案。由% w k6 H2 l4 U$ A, {# J
于超声波的声速与温度有关，如果温度变化不大，0 T7 @) |3 N, h; p; a3 [3 c
则可认为声速基本不变。如果测距精度要求很高，3 e1 }1 ^9 y3 L6 N% {3 a
则应通过温度补偿的方法加以校正。# h; v9 Z7 A9 d: `; p
本方案以ATMEL89C52为核心，通过对其软
6 m6 g% o1 q8 O件编程，实现该对其外围电路的适时控制，并提供
1 P4 w- u8 o) y/ D给外围电路所需的信号，包括频率振荡信号、数据6 b+ \8 W8 T/ ]6 E
处理信号和译码显示信号等。简化了外围电路，且9 C2 ]7 q, `9 c& x9 M
移植性好。整个硬件电路方框图如图1。6 t4 V' n$ W5 i8 @ k1 |& K; @
2超声波发射电 路# ~4 C5 a2 w9 M2 u7 f
2.1频率产生电路
; K. `& u6 \7 ~4 E8 o
8 z1 K: n" Z& _, s$ p! t" t- i) T- P$ e. Q. h
% g% @& O7 m. B6 {5 y' N
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发表于 2020-8-11 11:04
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