电子技术资料46687

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1、维普资讯http://www.cqvip.comTECHNICALEXPLORATION技术探讨超声波测距系统的设计UltrasonicDistanceTestingSystem。SDesign瞿金辉周蓉生成都理工大学(成都610059)摘要：根据声波在空气中传播反射原理，以超声波换能器为接口部件，应用单片机技术对超声波在空气中的传播时间进行测量，设计了超声波检测系统。详细介绍系统硬件组成、检测原理、方法以及系统软件结构。关键词：超声波超声波测距传感器AT89C51Abstract．Inthispaper，accordingtotheprincipleofultr

2、asonictran—smissionintheair，asuitofpracticalultrasonicmeasuringsystemisdesignedbyusingthetechniqueofsinglechipmicroco(SCM)andtheultrasonictran-sducer．Theunitsofthesystemandtheprincipleandwaysofmeasuringaredescribedindetail．Keywords：UltrasonicUltrasonicrangingSystemtransducerAT89C51超声波

3、是一种频率超过20kHz的机械波。它沿直当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，线传播，方向性好，传播距离较远，在介质中传播时将机械能转换为电信号，就成为超声波接收器。在不同的分界面上会产生反射波。由于超声波具有以1．2超声波测距原理上特点，被广泛应用于测量物体的距离、厚度、液位超声波传感器包括3部分：超声换能器、处理单等领域。利用超声波测最距离是一种有效的非接触元和输出级。首先处理单元对超声换能器加以电压激式测距方法。励，其受激后以脉冲形式发出超声波，接着超声换能器转入接收状态(相当于一个麦克风)，处理单元对1超声波测距原理接收到的超声波脉冲进行分析，判断

4、收到的信号是不1．1超声波发生器是所发出的超声波的回声。如果是，就测量超声波的超声波发生器可以分为两大类：用电气方式和机行程时间，根据测量的时间换算为行程(超声波在空械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩气中的速度可以近似为定值)，再除以2，即为反射超型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋声波的物体距离。其基本过程如图1所示。笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性超声换能器处理单元输出级各不相同，因而用途也各不相同。目前常用的是压电8(((式超声波发发生器。振幅发真冲回声脉冲脉冲压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的1．0谐振来工作的。它

5、有两个压电晶片和一个共振板。当jⅥ’JI接收时间＼它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有一脉冲周期一振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，图1超声波测距的基本原理图中圄豫鬻俄丧2007年第8期、~ww．cnim．cn43维普资讯http://www.cqvip.com技术探讨TECHNlCALEXPLORATMoV14H，≠≠12H；超声波发射200~ts2超声波测距系统电路设计ACALLLooP2：产生40kHz的超声波综合考虑各方案的优缺点，以及成本和可行度1LCALLDIS：延时设计出以下这种测

6、距方案。其系统框图如图2所示。SJMPPULSE；反复发射LooP2：CPLP1．0NoP⋯⋯⋯DjNZ14H，LOOP2RET单片机执行程序后，在P1．0端口输出一个40kHz的脉冲信号，经过三极管放大，驱动超声波发射头UCM4OR，发9~4OkHZ的脉冲超声波，且持续发射200~ts。图2超芦渡测距框图2．2接收电路设计2．1发射电路的设计接收电路采用图3所示电路。系统的特点是利用单片机控制超声波的发射和接收头采用与发射头配对的UCM40R。将超声波对超声波自发射至接收往返时间的计时。本超声波调制脉冲变为交变电压信号，经运算放大器ICllC2两测距系统以AT8

7、9C51为中央处理器，系统上电工作后，极放大后加至Ic。Ic是带有锁定环的音频译码集成由脉冲发生器发出脉冲信号。该脉冲信号一方面通过块LM567，内部的压控振荡器的中心频率f=1／RC。驱动的电路推动脉冲发生器发出超声波脉冲；另一方电容C决定其锁定带宽，调节R在发射的载频上，则面，触~AT89C51内部定时器T1(由外部中断INT0实LM567输入信号大于25mV。输出端8脚，由高电平跃现)开始定时，同时等待接收信号，关闭定时器。变为低电平，作为中断请求信号，送至单片机处理。在测距系统中的超声波传感器采用UCM40R的压电启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T

8、O，利陶瓷