文档介绍：2012-10-29 [ 传感器设计实训报告][超声波测距电路] [学号: 1119013318 ] [ 作者:唐江明] 日期: 2012-10- 29 ] 超声波测距仪电路实训报告一、课程的设计目的及要求实验目的:通过近几周的学****以达到对设计实验报告个一种认识和了解,加强我们的动手能力的同时,培养了我们的兴趣爱好,拓展了我们的思维能力。实验要求:要求学生通过分组进行讨论,进行电路设计,同时要求学生掌握基本的动手能力,设计绘制电路图等。二、课程设计方案原理及特点超声波测距原理: 在某一时刻给超声波发生器施加 40KHZ 方波信号,发生器发出超声波,遇到被测物体后反射回来,被超声波接收器接收到。只要计算出超声波信号从发射到接收的时间差,知道在介质中的传播速度,就可以计算出被测物体的距离 d=s/ 2=(vt)/ 2 。其中 d为被测物到测距仪之间的距离, s 为超声波往返通过的路程, v为超声波在介质中的传播速度, t 为超声波从发射到接收所用的时间。由于超声波在空气中的传播速度与温度有关,如果温度变化不大,则可认为声速基本不变。如果测距精度要求较高, 则还要通过温度补偿的方法加以校正。不同温度下超声波在空气中传播速度随温度变化的关系: v=+ 。式中, t 为实际温度(℃)。三、设计步骤及计划分组讨论实训内容,并开始进行绘图,通过人工手绘电路原理图,绘制 PCB 板图,打孔图,正反位号图,文件图等。详图请见下。四、 PCB 板设计制作发射电路接收电路电源电路测温电路连接插座超声波测距电路(方案一) 五、电路分析★一电路分析:超声波测距电路(方案一)主要有五大部分组成,分别是发射电路、接收电路、测温电路、连接插座、电源电路。★二、发射电路通过接口 RX_CONTROR 连接插座电路,从而能传递 T1 发出的信号。测温电路通过 Temper OUT 端口连接到插座,使之与发射电路构成回路。接收电路通过端口 RX_OUT 连接到插座。插座端口 VCC 接电源电路的电源, GND 接地。这样五大部分电路就构成一个回路了。测试 RX_OUT 的引脚电平当没有接收超声波时, RX_OUT 为高电平。当接收超声波时, RX_OUT 为低电平。★三、集成四与非门芯片 74LS00 的 U1A 、 U1B 构成多谐振荡器,产生超声波发射的 40kHz 方波信号,电路振荡频率 f≈ 1/ ,通过调节 20k 的电位器可微调振荡频率。单片机 I/O 口输出的控制信号由 U1B 输入,控制超声波的振荡与停止。 U1C 为整形输出。★四、接收头将超声波调制脉冲变为交变电压信号,通过 CMOS 6 非门芯片 CD4069 整形,整形后的信号由 C1 耦合给带有锁定环的音频译码集成块 LM567 的输入端 3 脚, 当输入信号的幅度落在其中心频率上时, LM567 的逻辑输出端 8 脚由高电平跃变为低电平。 8 脚输出的低电平接单片机的外部中断引脚,单片机接收到低电平后触发中断,调用计算子程序计算距离。一、电容 Descripion or Footprint Lib Ref Quantly Value Capacitor C1 RAD- Cap 1 100P C2 RAD- Cap 1 C3 RAD- Cap 1 1