[实用新型]超声波近感探测模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波近感探测模块。

背景技术

现有弹载距离探测模块有无线电、光、声、磁、电容等多种方式，作为弹载模块，必须要满足体积小，且能完成3～5m近距离的测量，成本低。上述多种方式中，无线电方式实现的弹载模块体积太大，无法满足某些情况下的安装要求；光的测量距离较远且成本较高；磁只适用于某些金属物体的探测；电容的精度高，但是探测距离太近。可见，以上方式均难以满足低成本的近距离探测需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种体积小、成本低、高精度、能够实现近距离探测的超声波近感探测模块。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种超声波近感探测模块，包括主控电路，其信号输入端与声波接收电路的输出端相连，其信号输出端分别与声波产生电路、执行电路的输入端相连。

所述的主控电路采用C8051F330单片机，其第1、20引脚与声波产生电路的输入端相连，其第17引脚与执行电路的输入端相连，其第12、11、10、13引脚与声波接收电路的输出端相连。

所述的声波产生电路包括MOS管Q1，其栅极与C8051F330单片机的第20引脚相连，其源极接地，其漏极与电阻R5的一端相连，电阻R5与电阻R3串联，电阻R3的另一端与三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的发射极与变压器T1的初级线圈相连，变压器T1的次级线圈通过电容C8与超声波换能器相连，三极管Q2的基极通过电阻R4与C8051F330单片机的第1引脚相连。

所述的执行电路包括三极管Q3，其基极通过电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与C8051F330单片机的的17引脚相连，三极管Q3的发射极接3.3V直流电，三极管Q3的集电极与电阻R20的一端相连，电阻R20的另一端与晶闸管Q4的控制极相连，晶闸管Q4的阴极接地，晶闸管Q4的阳极与电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端与二极管D9的阴极相连，电阻R8的另一端与储能电容C16的一端，储能电容C16的另一端作为输出端，电阻R11的一端接地，电阻R11的另一端作为输出端。

所述的声波接收电路包括TL852芯片，其第12、13、14、15引脚分别与C8051F330单片机的第12、11、10、13引脚相连，其第1引脚与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端与TL852芯片的第2引脚相连，TL852芯片的第2引脚与变压器T1的初级线圈相连。

由上述技术方案可知，本实用新型通过主控电路完成超声波信号的频率调制，在接收到超声波回波信号后进行滤波、信号识别、距离解算，然后由执行电路执行相应的动作，完成相应工作要求。本实用新型的探测距离达到3～5m，精度为1cm；采用超声波接收芯片，比分立元件的电路要可靠，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2、3、4、5为本实用新型中声波产生电路、声波接收电路、主控电路和执行电路的电路原理图；

图6为本实用新型中主控电路的工作流程图。

具体实施方式

一种超声波近感探测模块，包括主控电路3，其信号输入端与声波接收电路2的输出端相连，其信号输出端分别与声波产生电路1、执行电路4的输入端相连。所述的主控电路3采用C8051F330单片机，其第1、20引脚与声波产生电路1的输入端相连，其第17引脚与执行电路4的输入端相连，其第12、11、10、13引脚与声波接收电路2的输出端相连。如图1、4所示。C8051F330单片机通过烧入程序，上电后自行完成各种工作，如频率监测、生成一定频率方波、增益调整、距离计算等，具体工作流程见图6。

如图2所示，所述的声波产生电路1包括MOS管Q1，其栅极与C8051F330单片机的第20引脚相连，其源极接地，其漏极与电阻R5的一端相连，电阻R5与电阻R3串联，电阻R3的另一端与三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的发射极与变压器T1的初级线圈相连，变压器T1的次级线圈通过电容C8与超声波换能器相连，三极管Q2的基极通过电阻R4与C8051F330单片机的第1引脚相连。C8051F330单片机产生40KHZ的方波信号通过send_ctrl，也就是MOS管Q1的栅极输入，C8051F330单片机控制MOS管Q1以40KHZ的频率来开关，在变压器T1的原边产生一个5V、40KHZ的交流信号，变压器T1的原边和副边的匝数比为1:10，因此在副边产生一个70V、40KHz的交流信号，该交流信号经过超声波换能器，将电信号转换为机械振动，发出40KHz的超声波信号。