基于单片机的数字式超声波测距仪设计

基于单片机的数字式超声波测距仪设计内容摘要：

................................................................12 《计算机控制技术》课程设计 1 第一章 系统分析 功能简介 超声波测距的原理为 超声波发生器 T 在某一时刻发出一个超声波信号，当这个超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器 R 所接收到。 这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。 距离的计算公式为： d=s/2=(c t)/2 其中， d 为被测物与测距仪的距离， s 为声波的来回的路程， c为声速， t为声波来回所用的时间。 在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器 T0，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。 当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个跳变信号，在 INT0 或 INT1 端产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。 方案选择 超声波发射电路 （ 1） 分立元件构成的发射电路 图 121分立元件构成的超声波发射电路 图 121是由两只普通低频小功率三极管 C9013 构成的振荡、驱动电路，三极管 T T2 构成两级放大器，但是由于超声波发射头的正反馈作用，这个原本是放大器的电路变成了振荡器。 超声波发射器的压电晶片可等效于一个串联 LC基于单片机的数字式超声波测距仪设计 2 谐振电路，具有选频作用，因此该振荡器只能振荡 在超声波发射头的固有谐振频率 0f。 第二个图中用电感 L替代 3R这样可以增大激励电压，使其具有较大的功率输出。 （ 2）由集成电路构成的发射电路 图 122 555 构成的超声波发射电路 图 122为由 555 集成芯片构成的振荡、调制、激励电路。 该电路应使用双极型 555（内部电路由普通三极管构成），不宜使用单极型 7555（内部电路由CMOS 电路构成，外部引脚与 555 相同），其原因是 7555 带负载能力小。 （ 3）超声波接收电路 图 123 由非门构成的超声波发射电路 图 123是由非门构成的一个振荡器发送电路，用非门构成的电路简单，调试容易。 很容易通过软件控制。 图中把两个非门的输出接到一起的目的是为了提高其吸入电流，电路驱动能力提高。 《计算机控制技术》课程设计 3 超声波接收电路 （ 1）由分立元件构成的接收电路 图 124分立元件构成的超声波接收。