基于单片机的超声波测距系统

ByGrith4

$ r6 P. _: f3 I8 ]3 u0 G9 a9 i9 ^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、数据处理和译码显示等信号。该超声波发射电路包括门控电路(RS
# x9 Q( T* F* F2 y3 t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。
. a% @0 I7 ?9 ~: e& ]2 W+ L. a( a关键词:测距系统;超声波;单片机
% b7 W) G. E* H7 V+ V9 X: F7 _/ \: u/ L1超声波测距原理
9 m4 m9 v+ g# n3 d* Z$ B9 @超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一
) ?, R5 e( [6 X0 b- S个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于
+ i* ]  O/ X; O- q! q压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共
" R" i8 u& @' W5 @振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如
# A1 l# A2 U. W) g! C果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波
$ s" [7 m/ }/ P+ m! Y# M% {6 o时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信
号，就成为超声波接收器。在超声探测电路中，发
射端得到输出脉冲为一系列方波，其宽度为发射超
2 L4 d* S- L; B声与接收超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲
宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。超声
测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电
压，该电压(其幅值基本固定)与距离成正比，测
量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,
即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，故被测
) C  |; x& T* ]0 W距离为s=1/2vt。本测量电路采用第二种方案。由
于超声波的声速与温度有关，如果温度变化不大，
9 o- X) L1 y* Z; h( ^2 |7 O6 N则可认为声速基本不变。如果测距精度要求很高，
. g" H7 n6 Z/ o则应通过温度补偿的方法加以校正。
0 I: W3 c4 J" r本方案以ATMEL89C52为核心，通过对其软
件编程，实现该对其外围电路的适时控制，并提供
给外围电路所需的信号，包括频率振荡信号、数据
% C0 m% p) y1 ?; H  F& d' Q5 B处理信号和译码显示信号等。简化了外围电路，且
, D% t( R( k% b, W移植性好。整个硬件电路方框图如图1。

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