三、系统各组成单元设计
该超声波测距系统由超声波发射与接收电路、单片机硬件接口电路、显示报
警电路组成,下面主要通过各个模块的各种方案比较,确定设计的最终方案。该
系统的核心部分采用性能较好的 AT89C51 单片机。
3.1 发射与接收电路的设计方案
超声波发射接收电路如图 3.1 所示。该电路简单实用,通过两极放大,增强
接收信号,比较适合本设计需要。
测距系统中的超声波传感器采用压电瓷传感器,他的工作电压是 40kHZ 的
脉冲信号,前方测距电路的输入端接单片机 P1.0 端口,单片机执行程序后,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 200μs。右侧和左侧测距
电路的输入端分别接 P1.1 和 P1.2 端口,原理和前方测距一样。
图 3.1 超声波测距系统发射接收电路
由 AT89C51 单片机编程,执行程序后 P1.0 口产生 40KHZ 的脉冲信号,经
三极管放大后来驱动超声波发射探头 UCM40T,产生超声波。接收头采用和发
射头配对的 UCM40R,将超声波调制脉冲变为交变电压信号,经运算放大器两
级放大后加至 IC2。IC2 是带有锁定环的音频译码集成块 LM567,部的压控振荡
器的中心频率 f0=1/1.1R8C3,电容 C4 决定其锁定带宽。调解 R8 在发射的载频
上,则 LM567 输入信号大于 25mv,输出端 8 脚由高电平越变为低电平,作为
中断请求信号,送至单片机处理。
在启动发射电路的同时启动单片机部的定时器 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
输出端产生一个负跳变,在 INTO 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。
发射电路电路图如图 3.2 所示: