超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量,虽然目前的测距量程上能达到百米,但测量的精度往往只能达到厘米数量级。
超声波测距仪制作方案
方案一:利用分立模块的超声波测距仪
系统包括超声波测距模组、LED数码显示模组、驱动模组控制模组及电源五部分。
超声波测距模块主要由发射部分和接收部分组成,超声波的发射受主控制器控制(如图1所示);超声波换能器谐振在40KHz的频率,模块上带有40KHz方波产生电路。
显示模块是一个8位段数码显示的LCD;测量结果的显示用到三位数字段码,格式为X点XX米,同时还用两位数字段码显示数据的个数。
电源采用9V的DC电源输入,经稳压管后得出5V以及3.3V的电源供系统各部分电路使用。
图1超声波测距的结构
方案二:基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪
双向超声波测距仪的系统主要有几下部分组成(如图2所示):LED显示模块,PIC16F876A芯片,超声波发射模块,超声波接收模块,电源模块等五大模块组成。
图2系统设计总体框图
1.2方案选取
由于本次课程设计是数模电路设计,,并且考虑到单片机编程对于小组成员都不熟悉,调试将遇到更大困难。方案一电路都为所学知识搭建,原理比较熟悉,故采用了硬件电路较复杂的方案一。
用CX20106A做超声波测距电路图
下面是使用CX20106A作为超声波接收处理的典型电路,供参考。(当CX20106A接收到40KHz的信号时,会在第7脚产生一个低电平下降脉冲,这个信号可以接到单片机的外部中断引脚作为中断信号输入)
一、超声波发射部分应该注意的地方
1、首先确定你发射出的超声波的频率为标准的40KHz(占空比50%),并保证有足够的驱动电压。
2、如果你驱动的是开放式的非防水探头(就是铝外壳,探头表面有金属网,可以看到里面有一锥形的金属),则使用反相器串联再并联做BTL推动就可以了(短距离测距,10vpp以上的电压即可)。
3、如果使用的探头是全封闭的防水头,那就要主要必须有足够的驱动电压才能驱动得了探头(至少要60vpp以上,必须使用倒车雷达专用的中周变压器,这个器件可以找电感生产厂家,已经批量产业化的器件,所以容易购买。注意下匝数比就可以,一般有1:10、1:7几种匝数比,都可以用)。
二、CX20106A的第5脚的电阻决定接收的中心频率,200k的电阻决定了接收的中心频率为40KHz。