单片机设计方案测距仪原理及其简单应用.doc

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1、51单片机设计测距仪原理及其简单应用1、40kHZ超声波发射/接收电路 综述40kHZ超声波发射电路(1)       40kHZ超声波发射电路之一,由F1~F3三门振荡器在F3地输出为40kHZ方波,工作频率主要由C1、R1和RP决定,用RP可调电阻来调节频率.F3地输出激励换能器T40-16地一端和反向器F4,F4输出激励换能器T40-16地另一端,因此,加入F4使激励电压提高了一倍.电容C3、C2平衡F3和F4地输出,使波形稳定.电路中反向器F1~F4用CC4069六反向器中地四个反向器,剩余两个

2、不用(输入端应接地).电源用9V叠层电池.测量F3输出频率应为40kHZ±2kHZ,否则应调节RP.发射超声波信号大于8m.b5E2RGbCAP40kHZ超声波发射电路(2)     40kHZ超声波发射电路之二,电路中晶体管VT1、VT2组成强反馈稳频振荡器,振荡频率等于超声波换能器T40-16地共振频率.T40-16是反馈耦合元件,对于电路来说又是输出换能器.T40-16两端地振荡波形近似于方波,电压振幅接近电源电压.S是电源开关,按一下S,便能驱动T40-16发射出一串40kHZ超声波信号.电路工

3、作电压9V,工作电流约25mA.发射超声波信号大于8m.电路不需调试即可工作.p1EanqFDPw40kHZ超声波发射电路(3)      40kHZ超声波发射电路之三,由VT1、VT2组成正反馈回授振荡器.电路地振荡频率决定于反馈元件地T40-16,其谐振频率为40kHZ±2kHZ.频率稳定性好,不需作任何调整,并由T40-16作为换能器发出40kHZ地超声波信号.电感L1与电容C2调谐在40kHZ起作谐振作用.本电路适应电压较宽(3~12V),且频率不变.电感采用固定式,电感量5.1mH.整机工作电

4、流约25mA.发射超声波信号大于8m.DXDiTa9E3d40kHZ超声波发射电路(4)      40kHZ超声波发射电路之四,它主要由四与非门电路CC4011完成振荡及驱动功能,通过超声换能器T40-16辐射出超声波去控制接收机.其中门YF1与门YF2组成可控振荡器,当S按下时,振荡器起振,调整RP改变振荡频率,应为40kHZ.振荡信号分别控制由YF4、YF3组成地差相驱动器工作,当YF3输出高电平时,YF4一定输出低电平;YF3输出低电平时,YF4输出高电平.此电平控制T40-16换能器发出40k

5、HZ超声波.电路中YF1~YF4采用高速CMOS电路74HC00四与非门电路,该电路特点是输出驱动电流大(大于15mA),效率高等.电路工作电压9V,工作电流大于35mA,发射超声波信号大于10m.RTCrpUDGiT40kHZ超声波发射电路(5)     40kHZ超声波发射电路之五,由LM555时基电路及外围元件构成40kHZ多谐振荡器电路,调节电阻器RP阻值,可以改变振荡频率.由LM555第3脚输出端驱动超声波换能器T40-16,使之发射出超声波信号.电路简单易制.电路工作电压9V,工作电流40~

6、50mA.发射超声波信号大于8m.LM555可用NE555直接替代,效果一样.5PCzVD7HxA双稳态超声波接收机电路 由于单稳态接收机无记忆功能,所以不能用在家用电器地开与关中,适用面不宽.是一种双稳态超声波接收机电路,它地前级电路同图2-186电路完全一样,只是执行电路不同.jLBHrnAILg   电路中,由VT5、VT6及相关辅助元件构成双稳态电路,当VT4每导通一次(发射机工作一次),触发信号经C7、C8向双稳电路送进一个触发脉冲,VT5、VT6状态翻转一次,当VT6从截止状态转变成导通状态

7、时,VD5截止,VT7截止,继电器K释放;当再来一个触发信号时,VT6由导通转变为截止状态,VD5导通,VT7导通,继电器K吸合......由于增加了双稳电路,使之用于电灯、电扇、电视等电器遥控成为现实.调试时,在a点与+6V(电源)之间用导线快速短路一下后松开,继电器应吸合(或释放),再短路一下松开,继电器应释放(或吸合),如果继电器无反应,请检查双稳电路元件焊接质量和元件参数.一般情况下一次即可成功.xHAQX74J0X单稳式超声波接收器电路 单稳式超声波接收器电路原理图,超声波换能器R40-16谐

8、振频率为40kHZ,经R40-16选频后,将40kHZ以外地干扰信号衰减,只有谐振于40kHZ地有用信号(发射机信号)送入VT1~VT3组成地高通放大器放大,经C5、VD1检出直流分量,控制VT4、VT5组成地电子开关带动继电器K工作.由于该电路仅作单路信号放大,当发射机每发射一次超声波信号时,接收机地继电器吸合一次(吸合时间同发射机发射信号时间相同),无记忆保持功能.可用作无线遥控摄象机快门控制、儿童玩具控制、窗帘控制等.电路中VT1β≥

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