超声波测距电路图.doc

超声波测距电路图 一、超声波测距原理 超声波测距电路图是基于超声波技术的距离测量原理。由于超声波具有指向性强、能量消耗缓慢、在介质中传播的距离较远等特点，因此广泛应用于移动机器人的研制上。超声波检测往往比拟迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能到达工业实用的要求。 二、超声波测距系统 超声波测距系统通常由超声波发生器、超声波接收器和单片机控制电路组成。超声波发生器可以分为电气方式和机械方式两大类，电气方式包括压电型、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。目前较为常用的超声波发生器是压电式超声波发生器。 三、压电式超声波发生器原理 压电式超声波发生器是利用压电晶体的谐振来工作的。其内部构造包括两个压电晶片和一个共振板。当外加脉冲信号时，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，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。 四、超声波测距原理 超声波测距原理是基于时间差测距法的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开场计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停顿计时。超声波在空气中的传播速度为 340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2。 五、超声波测距系统的电路设计 超声波测距系统的电路设计主要包括单片机控制电路、超声波发生器和超声波接收器。单片机选用 8751，经济易用，且片内有 4K 的 ROM，便于编程。电路原理图如图 2所示，其中只画出前方测距电路的接线图，左侧和右侧测距电路与前方测距电路一样，故省略之。 六、40kHz 脉冲的产生与超声波发射 超声波测距系统中的超声波传感器采用 UCM40 的压电陶瓷传感器，它的工作电压是 40kHz 的脉冲信号，这由单片机执行下面程序来产生。 puzel： mov 14h, #12h；超声波发射持续 200ms here： cpl p1.0 ；输出 40kHz 方波 nop ； nop ； nop ； djnz 14h，here； ret 前方测距电路的输入端接单片机 P1.0 端口，单片机执行上面的程序后，在 P1.0 端口输出一个 40kHz 的脉冲信号，经过三极管 T 放大，驱动超声波发射头 UCM40T，发出 40kHz 的脉冲超声波，且持续发射 200ms。右侧和左侧测距电路的输入端分别接 P1.1 和 P1.2 端口，工作原理与前方测距电路一样。