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1、第26卷第1期天津理工大学学报Vo.l26No.12010年2月JOURNALOFTIANJINUNIVERSITYOFTECHNOLOGYFeb.2010文章编号:1673095X(2010)01004904简易的超声波测距系统1,2赵小强(1.天津理工大学机械工程学院,天津300084;2.发泰科技有限公司,天津300402)摘要:根据超声波的传播特性,采用555电路产生40kHz正弦波驱动超声波换能器,通过单片机适时控制外围电路,对超声波在空气中的传播时间进行测量,从而设计了超声波测距系统.本文详细的阐述了
2、超声波测距系统的构成,电路原理,程序设计及温度补偿.关键词:超声波测距;超声波换能器;单片机;温度补偿中图分类号:TP216文献标识码:ASimplifiedultrasonictelemetersystem1,2ZHAOXiaoqiang(1.ShoolofMechanicalEngineering,TianjinUniversityofTechnology,Tianjin300084,China;2.PHARMTECH(TIANJIN)CO.,LTD,Tianjin300402,China)Abstract:According
3、tothepeculiarityofultrasonictransmitting,usingthe555circuittobring40kHzsinewavetodrivetheultrasonictransducer,themicroprocessorcontroltheperipheralcircuitstimely,andmeasurethetimethatultrasonictransmittedinair,sotheultrasonictelemetersystemitdesigned.Thispaperexpatiatesth
4、eUltrasonicTelemeterSystems'composing,theprincipleofcircuit,programdesignandthetemperaturecompensation.Keywords:ultrasonicranging;ultrasonictransducer;microprocessor;temperaturecompensation[12]超声波是频率大于20kHz以上的声波,是一种电型等.在超声波测距过程中,超声波换能器发机械震动在媒介中的传播过程,其指向性强,能量消射端得到输出脉冲的一系
5、列方波,同时单片机的定耗缓慢,在介质中传播距离远等特点,而经常用于各时器开始计时,这些脉冲到达被测目标时,发生反种测量,它是一种非接触的检测方式,和激光、红外射,经空气传播反射到超声波换能器的接收端.单片及无线电测距相比,具有结构简单、价格便宜、在测机接收到第一个脉冲去触发定时器停止计时,通过量过程中不受光线、颜色以及磁场的影响等特点.超单片机检测声波的渡越时间,t根据常温下超声波的声波测距广泛应用在汽车倒车、建筑施工工地、工业传播速度V,即可得到被测物到发射点的距离S,S=现场的位置监控等场合.Vt/2,通过数码管显示出测试结果.其原理图
6、见图1所示.1超声波测距原理2系统硬件设计超声波测距通过超声波换能器发射和接收超声波信号来进行距离测量.目前的超声波换能器可以系统硬件结构分为单片机控制超声波的发射、分为两大类:一类是用机械方式产生超声波,一类是回波的接收放大、温度测量、数据处理和显示四个用电气式产生超声波.机械方式有液哨、加尔统笛和部分.气流旋笛等;电气方式包括磁致伸缩型、电动型和压单片机采用ATMEL公司生产的低电压、高性能收稿日期:20090405.基金项目:天津市高等学校科技发展基金(2006BA12).作者:赵小强(1983),男,硕士研究生#50
7、#天津理工大学学报第26卷第1期入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方[3]案.2.1超声波发射电路设计在超声波测距系统中,40kHz的超声波信号是最理想的.因此利用555时基电路产生40kHz的方波信号,其振荡频率计算公式为f1.43!((R1+2∀R2)∀C1),这里R2采用可调电阻,其目的是为了图1超声波测距原理图调节信号频率,使之与换能器的40kHz固有频率一Fig.1Schematicofultrasonicdistancemeasurement致.这里
8、的R1、R2、C1的选择通过软件PROTEUS仿CMOS8位机AT89S52,它具有8kHz在系统可编程真选取,最后通过测试能够准确达到设计要求.为保Flash存储器.使用Atm
