好品质好设备好服务

0512-68790159

当前位置:首页 > 新闻动态

苏州超声波测距系统的设计方法

发布时间:2018-06-22 11:04:45浏览次数:

      苏州超声波是一种频率在20KHz以上的机械波,在空气中的传播速度约为340m/s(20°C时)。超声波可由超声波传感器产生,常用的超声波传感器两大类:一类是采用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波,目前较为常用的是压电式超声波传感器。由于超声波具有易于定向发射,方向性好,强度好控制,对色彩、光照度不敏感,反射率高等特点,因此被广泛应用于无损探伤,距离测量、距离开关、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。

苏州超声波


  发射部分电路如图3所示,主要由脉冲调制信号产生电路,隔离电路以及驱动电路组成,用来为超声波传感器提供发送信号。脉冲调制信号产生电路中通过单片机对555定的复位(RESET)端的控制,使555定时器分时工作从而生产生脉冲频率为40KHz,周期为30ms的脉冲调制信号,信号波形如图2所示,本设计中一个周期内发送10个脉冲信号。隔离电路主要是由两个与非门组成,对输出级与脉冲产生电路之间进行隔离。输出级由两个通用型集成运放TL084CN组成,由于超声波传感器的发射距离与其两端所加的电压成正比,因此要求电路要产生足够大的驱动电压,其基本原理就是一个比较电路,当输入信号Vi>2.5V时,运放A的输出电压VA=+12V,运放B的输出电压VB=-12V,当输入信号Vi<2.5V时,运放A的输出电压VA="-12V",运放B的输出电压VB=+12V,所以在超声传感器两端得到两个极性完全相反的对称波形,即VB=-VA,所以加在超声波传感器两端的电压V=VA-VB=2VA,其两端的电压可达到24V,从而保证超声波能够发送较远的距离,提高了测量量程。
  电压比较器的输出信号送到基本RS触发器用于产生单片机所需的中断信号。基本RS触发器由与非门组成,同时由单片机进行控制,如图6所示。在发送端发送超声波信号时,P1.2输出高电平,经过反相器后,变为低电平加到触发器的R端,因为没收到反射信号之前,电压比较器输出为高电平,所以基本RS触发器的输入分别为,R=O,S=l,为0态,即Q=0,Q=1,Q的信号加到单片机的中断输入端,因为单片机的中断为下降沿触发,输入为高电平,不产生中断。当发送完毕时,P1.2输出低电平,经反相器,变为高电平送到触发器的R端,没有收到反射回的信号时,电压比较器输出仍为高电平,所以基本RS触发器的R="1",S=1,为保持状态,即Q=1,Q=0,也不产生中断。当接收到反射回的信号时,电压比较器输出低电平,因此,基本RS触发器的输入端R="1",S=0,触发器工作在0态,即Q=O,Q=1。单片机的中断输入端的电平由高电平变为低电平,从而使单片机产生中断。