文档介绍：一种高性价比的超声波测距仪设计
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本文详细介绍了一种高性价比的超声波测距仪的设计方法。该测距仪仅使用NE555电路、两级放大电路、电平比较电路和单片
机,即能实现超声波的发射与接收。单片机为该测距仪的核心单元,用于发射电路的控制和接收数据的处理。本系统在5-
200cm的距离内测量精度可达±,并且易于调试,成本低廉,具有较高的实用价值和良好的市场前景。本文详细介绍了一种
高性价比的超声波测距仪的设计方法。该测距仪仅使用NE555电路、两级放大电路、电平比较电路和单片机,即能实现超声波的
发射与接收。单片机为该测距仪的核心单元,用于发射电路的控制和接收数据的处理。本系统在5-200cm的距离内测量精度可达
±,并且易于调试,成本低廉,具有较高的实用价值和良好的市场前景。超声波测距仪反射性自动控制自动化信
息张磊唐继勇王录涛[1]电子科技大学自动化工程学院,成都610054 [2]电子科学技术研究院,成都
6100542007第六图书馆
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一⋯一一一种高性价比的超声波测距仪设计
较电路。交流放大电路由构成,第一级放大倍数倍,第
二级放大倍数是倍,两级放大电路的放大倍数均可以通过调
刚脚整阻值进行调整。超声波接收电路电路图如图所示:
超声波接收放大电路采用正负电源供电,因此静态工作
点应选在。由于接收到的超声波信号非常微弱,因此采用、
、和对电源进行滤波,以减小对输入信号的干扰。为
隔直电容,用以滤除放大器输出信号中的直流电压。第二级
运算放大器的放、,,位第二级放大电路的电源滤波
电容,用于滤除放大器中输出的直流电压。接收到的超
声波信号经两极同向放大后再经过过零比较器可得到所需的
Ⅵ电平矩形波。图为接收到的第一级、第二级放大电路输出
:
图多谐振荡器电路信号波形和第三级比较电路输出的波形。
束。。在充电、放电过程中,其电压在/~/之间变化,因
此,充电周期可表示为:
一‘:’××—一
.

. 图接收电路信号图
发射脉冲波形的频率为:
:一
: ; :丝: . 误差分析
【温度造成的误差:
输出脉冲占空比为:
为声波在空气中的传播速度,它和空气的温度有关。温度
每升高,声速增加./。如果已知,距离便可确定,把输出
其中是充电周期,是放电周期,是振荡频率。因此,只脉冲作为一闸门信号,让已知频率的脉冲通过闸门,那么:
有在条件下,占空比才接近%第六图书馆的理想方波。
的脚是复位端,利用它来控制超声波脉冲的发射。当为已知脉冲的周期,为脉冲的个数。闸门信号与已知脉
脚为低电平时,有振荡脉冲输出;为高电平时,定时器清冲的关系为:
零。没有输出。因此,将脚与单片机的控制信号相接就可以控制.
发射电路。由于测量精度受温度影响较大,度与环境
温度的关系由经验公式嘴: 其中/为常数。因此,正比于,令/,那么与相
等。也就是说,脉冲个数即为被测距离的读数。为了使测量准确
.
.×/ 一/
一
. 些。取/.为好,因此,/.,以℃空气声音的传播速
因此温度每变化,声波的速度变化./