基于单片机的 高精度超声波测距电路

liuguanJun

本文阐述了超声波测距原理,介绍了如何用单片机实现高
: C8 v0 h. e# C- d+ R1 R精度超声波测距的具体电路，分析了其各单元工作原理，并给
出了其程序流程图和源程序。
超声波测距原理
( O+ J3 a. a; H# @* K为了研究和利用超声波,人们已经设计和制成了许多超声
7 b( C0 P6 W4 ]9 L; g3 N- G波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类:一类是
; c$ B( C3 {: p用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气
$ e8 |1 W( G7 z" Z9 a  \- I方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统
笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和
声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是
压电式超声波发生器。压电式超声波发生器实际上是利用压电
! k, @3 P# X1 g( ~3 t  I. a晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图1所示，它
% ^% t2 c5 f1 e$ ?0 a# ~$ _; a有两个压电晶片和一一个共振板。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，便产生超声波。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
机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。
在超声探测电路中，在发射端得到输出脉冲为--系列方
波，这一系列方波的宽度为发射超声与接收超声的时间间隔，
显然被测物距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲的个数与被测
距离成正比。超声测距大致有以下方法:
& O# Q* F1 @. \" P" E2 g/ x①)取输出脉冲的平均值电压，该电压(电压的幅值基本固
) e4 w& s+ W9 R7 C( S$ X! ^定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;
日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。因此,被测距离为S=1/2vt。
" @3 l& ^5 y$ C  ^! k3 O本测量电路采用第二种方案。
/ m) ]) {' L* p* N: _1 ~. D由于超声波也是一种声波，其声速C与温度有关，附表列

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目前较为常用的是压电式超声波发生器

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