[发明专利]一种超声波测距的装置

说明书

技术领域

本发明属电子一类领域，具体是指一种超声波测距的装置。 

背景技术

在日常生产生活中, 很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距。超声波是指频率大于20 kHz的在弹性介质中产生的机械震荡波, 其具指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点,因此常被用于非接触测距。由于超声波对光线、色彩和电磁场不敏感, 因此超声波测距对环境有较好的适应能力, 此外超声波测量在实时、精度、价格也能得到很好的折衷。 

为此,本发明尝试以单片机AT89S52 为核心,利用一对40 kH z压电超声传感器设计一款体积较小、价格低廉、精度较高、具有温度补偿、实时LCD显示和报警的超声波测距仪。 

发明内容

本发明由超声波发射、回波信号接收、温度测量、显示和报警、电源等硬件电路部分以及相应的软件部分构成。整个装置由单片机AT89S52控制, 超声波传感器采用收发分体式, 分别是一支超声波发射换能器TCT40- 16T和一支超声波接收换能器TCT40- 16R。超声波信号通过超声波发射换能器发射至空气中, 遇被测物反射后回波被超声波接收换能器接收。进行相关处理后, 输入单片机的INT0脚产生中断, 计算中间经历的时间, 同时再根据具体的温度计算相应的声速, 可得出相应的距离用来显示, 当然在一些场合也可根据需要, 设置距离报警值。 

本发明的技术方案 

一种超声波测距的装置，其包括：超声波发射器（1），超声波接收器（2），温度测量（3），显示屏幕（4），报警器（5），电源（6）单片机（7）。

整个系统由单片机（7）AT89S52控制, 超声波接收器（2）、温度测量（3）、显示屏幕（4）、报警器（5）、电源（6）分别连接于单片机（7）AT89S52控制。 

本发明的有益效果 

1、传播距离相对较远，能量消耗缓慢；

2、 精度准、价格低廉；

3、具有温度补偿、实时LCD显示；

4、结构简单、体积小。

附图说明

图1为本发明的示意图。 

具体实施方式

整个装置由单片机（7）AT89S52控制, 超声波传感器采用收发分体式, 分别是一支超声波发射器（1）换能器TCT40- 16T和一支超声波接收器（2）换能器TCT40- 16R。超声波信号通过超声波发射器（1）换能器发射至空气中, 遇被测物反射后回波被超声波接收器（2）换能器接收。进行相关处理后, 输入单片机的INT0脚产生中断, 计算中间经历的时间, 同时再根据具体的温度计算相应的声速, 根据（声速v /m# s- 1 313 319 322 331 337 344 350）可得出相应的距离用来显示, 当然在一些场合也可根据需要, 设置距离报警值。 

现用实例对本发明作进一步的详细说明： 

超声波发射器（1），为了提高发射强度，发射电路由反相器74LS04和超声波换能器构成，用推免形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采用两个反相器并联，用于提高驱动能力。数字电路构成的超声波发射电路，它有单片机输出的40KHZ的方波信号一路径一级反相器后送到超声波换能器的一个电极，另一路径两级反相器后送到超声波换能器的另一个电极。

超声波接收器（2），超声波接收电路主要由CX20106A构成。集成电路CX20106A是日本索尼公司的一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。CX20106A用于在输入信号过强时防止前置放大器过载，内部设有带通滤波器，频率f0可由5脚的外接电阻或电位器调节。使用时调节方便，抗电磁干扰能力强。考虑到红外遥控常用的载波频率38kHz与测距的超声波频率40kHz较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路，实验证明，用CX20106A接收超声波（无信号时输出高电平）具有很高的灵敏度和抗干扰能力。适当的更改电容C11的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。 

温度测量（3），电路主要采用MAXIM 公司的DS18B20作为温度传感和测量装置，测量分辨率可选9位或12位。因此完全可以满足普通条件下的测温要求。DS18B20采TO一92型封装只有3个引脚，一根电源线，一根地线，一根数据线，每片DS18B20有一个64位串行代码存储器。这里用P3.6口作为与DS18B20的数据输入输出口。 

报警器（5），若上位机和下位机传输数据时出错则通过P1.7控制蜂鸣器产生报警。