超聲波測距系統(tǒng)

1、1、設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)原理當(dāng)超聲波從空氣中垂直入射到汽油、木材、鋼材時(shí)，幾乎產(chǎn)生全反射，這樣，反射回來的回波具有足夠的能量被接收探頭所接收，為超聲波測距創(chuàng)造了可能性。“如圖1所示，超聲波測距原理是通過超聲波發(fā)射傳感器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就停止計(jì)時(shí)。常溫下超聲波在空氣中的傳播速度為C=340ms，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的

2、距離(S)，即：s=ct2=ct0（t0就是所謂的渡越時(shí)間）二、超聲波測距系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總體方案二、超聲波測距系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總體方案本系統(tǒng)中選用的探頭是40KHz的超聲傳感器，有一支接收傳感器SZWR4010P和一支發(fā)射傳感器SZWS4012M。MC68HC908GP32單片機(jī)是Motola公司的第2代8位微控制器，由于其高性價(jià)比，非常適用于中小型MCU開發(fā)商和生產(chǎn)廠家的歡迎。這類MCU的指令集非常精簡，容易被用戶掌握。其主要硬件資源有：片

3、內(nèi)307字節(jié)的監(jiān)控ROM，32KB的片內(nèi)FLASH存儲器和512BRAM，33根通用的IO引腳，2個(gè)16位的雙通道定時(shí)器接口模塊，外部中斷，同時(shí)具有看門狗監(jiān)視復(fù)位，低電壓極限檢測復(fù)位，非法指令檢測復(fù)位等，使得應(yīng)用系統(tǒng)免除了進(jìn)入死循環(huán)的危險(xiǎn)。（一）發(fā)射電路。本系統(tǒng)采用方波調(diào)制的脈沖發(fā)射電路，即采用單片機(jī)的PTA4口作為IO口，同時(shí)外接驅(qū)動芯片來提高其輸出電流的驅(qū)動能力，保證40KHz的脈沖信號有一定的功率。單片機(jī)產(chǎn)生以5個(gè)40KHz為一組

4、的脈沖群，加到壓電晶片上能使晶片發(fā)出超聲波，當(dāng)信號為高電平時(shí)，發(fā)射傳感器兩端就加上了高電壓，內(nèi)部的壓電晶片開始振動，此時(shí)接收傳感器的兩端可以檢測到有40KHz信號；當(dāng)信號為低電平時(shí)，發(fā)射傳感器通過回路放電，此時(shí)接收傳感器可以接收到回波信號。（二）接收前置及帶通放大電路。放大電路共有三級：前置放大器是高阻抗輸入級，高輸入阻抗是為了與傳感器的高阻抗匹配。課題中的帶通放大器采用了集成濾波器MAX275，這是一款連續(xù)時(shí)間模擬集段數(shù)碼管顯示器，工