电子技术资料

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1、维普资讯http://www.cqvip.com^工●动化一接技mO．I．Automation2005年第24卷第4期MeasurementandControlTechnique2005，Vo1．24，No．4文章编号：1006—1576(2005)04—0077—03基于单片机的超声波测距系统牛余朋，成曙(第二炮兵工程学院502教研室，陕西西安710025)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，通过对单片机适时控制外围电路，并向外围电路提供频率振荡、数据处

2、理和译码显示等信号。该超声波发射电路包括门控电路(RS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。关键词：测距系统；超声波；单片机中图分类号：TP274．53文献标识码：AUltrasonicMeasurementSystemBasedonMicroprocessorNIUYu—peng，CHENGShu(No．502StafRoom，SecondArtilleryEngineeringCollege，Xi’an7l0025，China)Abstract：Thisarticl

3、edescribesaultrasonicmeasurementsystembasedO11microprocessoBymeasuringpulse’Swidth，thatisthetimeintervalbetweentransmittingandreceivingoftheultrasonicwave，themicroprocessorcontroltheperipheralcircuits，andprovideallkindsofsignals，includingfrequencysurging，

4、datamanagingandcodingdisplay．Thisultrasonicmeasurementsystemincludetransmittingpartwhichcontainsthegatinganddiferentialcircuits，andreceivingpartwhichcontainsthesignalmagnifyandfiltrationcircuits．Keywords：Measurementsystem；Ultrasonic；Microprocessol超声波测距原理超

5、声波发生器内部结构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H蒸H振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如匝巫巫团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，将机械能转换为电信本设计中用到三种频率。号，就成为超声波接收器。在超声探测电路中，发一是超声波的中心频率(40kHz)。射端得到输出脉冲为一系列方波，其宽度为发射超二是门控信号频率，经验设为2kHz。这样从声与接收超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲单片机Pl

6、一3端输出的时钟脉冲频率f一2kHz，周宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。超声期T=1／f=50ms，经C2、R3微分和限幅二极管测距大致有以下方法：①取输出脉冲的平均值电D1的限幅后，变为正向尖脉冲，再由U2A、U2B压，该电压(其幅值基本固定)与距离成正比，测整形，便得到高电平宽度为0．25ms的脉冲信号，该量电压即可测得距离；②测量输出脉冲的宽度，脉冲控制与非门的开启。经U1驱动超声发射器即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，故被测MA40LIS发出0．25ms／0．025ms一10个脉冲，即

7、从Pl距离为S=1／2vt。本测量电路采用第二种方案。由一3输出时钟脉冲的每一个周期，超声发射器便于超声波的声速与温度有关，如果温度变化不大，发射出脉冲数为1O的脉冲串(1／40kHz=0．25ms)。则可认为声速基本不变。如果测距精度要求很高，三是单片机送出来的计数频率，根据超声波测则应通过温度补偿的方法加以校正。距精度为lmm，超声波发射器的声波传播到反射本方案以ATMEL89C52为核心，通过对其软物，再由反射物反射到接收器，所传播距离为2倍件编程，实现该对其外围电路的适时控制，并提供测量距离的计算

8、得出。声波在标准气压下15℃的传给外围电路所需的信号，包括频率振荡信号、数据播速度为34lm／s，要设计一个时钟周期内超声波传处理信号和译码显示信号等。简化了外围电路，且播距离为0．002mm，341／0．002m=17O．5×10kHz，移植性好。整个硬件电路方框图如图1。故一个时钟周期内所测距离便为0．001m，N个周期所测的距离为NX0．001m。2超声波发射电路若软件编程能保证单片机在启停时三个频率2．1频率产生电路信