超声波测距仪编程_简易超声波测距仪的制作

没有进行补偿，

能达到简单应用的基本要求。

３

电路结构

根据超声波测距基本原理，

可

以设计出超声波测距系统的

组成框图如图

３－

１

所示。

３．１

单片机系统及显示电路

单片机用

Ｐ１．０

端口输出超声波换能器所需的

４０ｋＨｚ

方波

信号，

利用外中断

０

口监测超声波接收电路输出的返回信号。

显

示

电路采

用

简

单

实

用

的

４

位

共

阳

极

ＬＥＤ

数

码

管

，

段

码

用

７４ＬＳ２４４

驱动，

位码用

ＰＮＰ

三极管

８５５０(

可用

９０１２

替代

)

驱动。

单片机系统及显示电路如图

２

所示。

图

２

单片机及显示电路

３．２

超声波发射电路

超声波发射电路原理图如图

３

所示。发射电路主要由反向

器

７４ＬＳ０４

和超声波换能器

Ｔ

构成，单片机

Ｐ１．０

端口输出的

４０ｋＨｚ

方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个

电极，

另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极。

用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高

超声波的发射强度。

输出端采用两个反向器并联，

用以提高驱动

能力。上拉电阻

Ｒ１０

、

Ｒ１１

一方面可以提高反向器

７４ＬＳ０４(

输出

高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效

果，

缩短其自由振荡的时间。我们在实验制作和电路改进中，

为

了增加测量测量，

可以考虑提高接收的灵敏度，

但是灵敏度也并

不是越高就越好。接收灵敏度过高，

容易引起自激，

结果反而不

好，

但是其实我们可以从增加发射功率方面着手，

我们只要在发

射头两端加个线圈。线圈可以自己用

０．０１ｍｍ

的铜丝在小磁环

绕成大致初级

１０

匝，

次级

４０

匝左右。

压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。超

声波换能器内部结构如图

４

所示，它有两个压电晶片和一个共

振板。

当它的两极外加脉冲信号，

其频率等于压电晶片的固有振

荡频率时，

压电晶片将会发生共振，

并带动共振板振动产生超声

波，

这时它就是一个超声波发生器；

反之，

如果两电极间未外加

电压，

当共振板接收到超声波时，

将压迫压电晶片作振动，

将机

械能转化为电信号，

这时它就成为超声波接收换能器了。

超声波

发射换能器与接收换能器其结构上稍有不同，使用时应分清器

件上的标志

(

一般器件上有标明是

Ｔ

还是

Ｒ)

。

简易超声波测距仪的制作

李永鉴

，

刘国安

(

五邑大学信息学院

广东江门

５２９０２０

)

【

摘

要

】

：

本系统利用

ＡＴ８９Ｓ５１

产生

４０ｋＨｚ

的频率驱动超声波换能器的发射头，

接收头收到信号后，

经

ＣＸ２０１０６Ａ

芯片

进行放大、

限幅、

滤波、

整形、

比较后输出低电平送到单片机的外部中断

０

申请中断，

单片机响应中断请求，

取得定时器内的时

间进行距离计算，

用四位一体的数码管显示测出的距离，

并可根据设定报警距离进行报警。制成的超声波测距仪性能良好，

结构简单，

达到了方便、

快捷、

准确地测量距离的目的，

有较好的推广价值。

【

关键词

】

：

超声波传感器；

测距；

ＣＸ２０１０６Ａ

；

数码管显示；

单片机

图

３

超声波发射电路原理图

图

４

超声波换能器结构图

１３１

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