資料介紹
超聲波測距學習板,可應用于汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業現場的位置監控,也可用于如液位、井深、管道長度的測量等場合。要求測量范圍在0.27~4.00m,測量精度1cm,測量時與被測物體無直接接觸,能夠清晰穩定地顯示測量結果。
? 超聲波測距原理
??? 超聲波發生器內部結構有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號,其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻時,壓電晶片將會發生共振,并帶動共振板振動,便產生超聲波。反之,如果兩電極間未外加電壓,當共振板接收到超聲波本時,將壓迫壓電晶片作振動,將機械能轉換為電信號,就成為超聲波接收器。在超聲探測電路中,發射端得到輸出脈沖為一系列方波,其寬度為發射超聲的時間間隔,被測物距離越大,脈沖寬度越大,輸出脈沖個數與被測距離成正比。超聲測距大致有以下方法:① 取輸出脈沖的平均值電壓,該電壓 (其幅值基本固定 )與距離成正比,測量電壓即可測得距離;② 測量輸出脈沖的寬度,即發射超聲波與接收超聲波的時間間隔 t,故被測距離為 S=1/2vt。本測量電路采用第二種方案。由于超 聲波 的聲速 與溫度有關,如果溫度變化不大,則可認為聲速基本不變 。如果測距精度要求很高,則應通 過溫度補償 的方法加以校正。超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。因為超聲波在標準空氣中的傳播速度為331.45米/秒,由單片機負責計時,單片機使用12.0M晶振,所以此系統的測量精度理論上可以達到毫米級。
超聲波學習板采用AT89C51或AT89S51單片機,晶振:12M,單片機用P1.0口輸出超聲波換能器所需的40K方波信號,利用外中斷0口監測超聲波接收電路輸出的返回信號,顯示電路采用簡單的4位共陽LED數碼管,斷碼用74LS245,位碼用8550驅動.
???? 超聲波測距的算法設計: 超聲波在空氣中傳播速度為每秒鐘340米(15℃時)。X2是聲波返回的時刻,X1是聲波發聲的時刻,X2-X1得出的是一個時間差的絕對值,假定X2-X1=0.03S,則有340m×0.03S=10.2m。由于在這10.2m的時間里,超聲波發出到遇到返射物返回的距離,
??![超聲波測距學習板](/uploads/allimg/171201/2755807-1G20116334O59.png)
??超聲波測距器的系統框圖如下圖所示:
?
![超聲波測距學習板](/uploads/allimg/171201/2755807-1G201163356226.png)
硬件部分?
??? 超聲波學習板采用AT89C51或AT89S51單片機,晶振:12M,單片機用P1.0口輸出超聲波換能器所需的40K方波信號,利用外中斷0口監測超聲波接收電路輸出的返回信號,顯示電路采用簡單的4位共陽LED數碼管,斷碼用74LS245,位碼用8550驅動. 主要由單片機系統及顯示電路、超聲波發射電路和超聲波檢測接收電路三部分組成。采用AT89S51來實現對CX20106A紅外接收芯片和TCT40-10系列超聲波轉換模塊的控制。單片機通過P1.0引腳經反相器來控制超聲波的發送,然后單片機不停的檢測INT0引腳,當INT0引腳的電平由高電平變為低電平時就認為超聲波已經返回。計數器所計的數據就是超聲波所經歷的時間,通過換算就可以得到傳感器與障礙物之間的距離。
? 超聲波測距原理
??? 超聲波發生器內部結構有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號,其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻時,壓電晶片將會發生共振,并帶動共振板振動,便產生超聲波。反之,如果兩電極間未外加電壓,當共振板接收到超聲波本時,將壓迫壓電晶片作振動,將機械能轉換為電信號,就成為超聲波接收器。在超聲探測電路中,發射端得到輸出脈沖為一系列方波,其寬度為發射超聲的時間間隔,被測物距離越大,脈沖寬度越大,輸出脈沖個數與被測距離成正比。超聲測距大致有以下方法:① 取輸出脈沖的平均值電壓,該電壓 (其幅值基本固定 )與距離成正比,測量電壓即可測得距離;② 測量輸出脈沖的寬度,即發射超聲波與接收超聲波的時間間隔 t,故被測距離為 S=1/2vt。本測量電路采用第二種方案。由于超 聲波 的聲速 與溫度有關,如果溫度變化不大,則可認為聲速基本不變 。如果測距精度要求很高,則應通 過溫度補償 的方法加以校正。超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。因為超聲波在標準空氣中的傳播速度為331.45米/秒,由單片機負責計時,單片機使用12.0M晶振,所以此系統的測量精度理論上可以達到毫米級。
超聲波學習板采用AT89C51或AT89S51單片機,晶振:12M,單片機用P1.0口輸出超聲波換能器所需的40K方波信號,利用外中斷0口監測超聲波接收電路輸出的返回信號,顯示電路采用簡單的4位共陽LED數碼管,斷碼用74LS245,位碼用8550驅動.
???? 超聲波測距的算法設計: 超聲波在空氣中傳播速度為每秒鐘340米(15℃時)。X2是聲波返回的時刻,X1是聲波發聲的時刻,X2-X1得出的是一個時間差的絕對值,假定X2-X1=0.03S,則有340m×0.03S=10.2m。由于在這10.2m的時間里,超聲波發出到遇到返射物返回的距離,
??
![超聲波測距學習板](/uploads/allimg/171201/2755807-1G20116334O59.png)
??超聲波測距器的系統框圖如下圖所示:
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![超聲波測距學習板](/uploads/allimg/171201/2755807-1G201163356226.png)
硬件部分?
??? 超聲波學習板采用AT89C51或AT89S51單片機,晶振:12M,單片機用P1.0口輸出超聲波換能器所需的40K方波信號,利用外中斷0口監測超聲波接收電路輸出的返回信號,顯示電路采用簡單的4位共陽LED數碼管,斷碼用74LS245,位碼用8550驅動. 主要由單片機系統及顯示電路、超聲波發射電路和超聲波檢測接收電路三部分組成。采用AT89S51來實現對CX20106A紅外接收芯片和TCT40-10系列超聲波轉換模塊的控制。單片機通過P1.0引腳經反相器來控制超聲波的發送,然后單片機不停的檢測INT0引腳,當INT0引腳的電平由高電平變為低電平時就認為超聲波已經返回。計數器所計的數據就是超聲波所經歷的時間,通過換算就可以得到傳感器與障礙物之間的距離。
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