基于单片机的超声波测距仪设计时间：2023-06-0115:20:56来源：现代电子技术://100102沈燕，高晓蓉，孙增友，李金龙：介绍了一种基于单片机的超声波测距仪的设计。详细给出了超声波测距仪的工作原理、超声波发射电路和接收电路、测温电路、显示电路等硬件设计，以及相应的软件设计。设计中采用升压电路，提高了超声换能器的输出能力；采用红外接收芯片，减少了电路间相互干扰，提高了灵敏度；同时，考虑了环境温度对超声波测距的影响，采用温度传感器，提高了测量精度。该设计试验运行良好，系统结构简单、操作方便、价格低廉，具有广阔的推广前景。关键词：超声波测距仪；超声波换能器；单片机；温度传感器0引言目前，常用的测距方法主要有毫米波测距、激光测距和超声波测距三种。超声波测距较前两种测距方法而言，具有指向性强、能耗缓慢、受环境因素影响较小等特点，广泛应用于如井深、液位、管道长度、倒车等短距离测量。本设计选用频率为40kHz左右的超声波，它在空气中传播的效率最正确。在超声测距方法上，本文选用渡越时间法，据文献所提供的数据，渡越时间法简单，本钱低，可应用的距离范围较大，可测量的范围为0．39～10．3m。由于超声波测距主要受温度影响较大，所以本设计增加了温度补偿电路。本设计具有电路简单、操作简便、工作稳定可靠、测距精确和能耗小、本钱低等特点，可实现无接触式测量，应用广泛。1超声波测距仪工作原理1．1超声波测距原理根据超声波发射后返回的回波幅值、相位和超声波发出到返回的时间差不同，有声波幅值检测法、相位检测法和渡越时间法。本文采用渡越时间检测法，其根本思想如图1所示，发射器发射超声波，经过障碍物反射后被接收器接收，测量发射器和接收器发射和接收超声波的时间差，利用式(1)即可测得障碍物与测试点之间的距离L：式中：c为超声波在空气中的传播速度；t为超声波在空气中传播的时间。同时，超声波在空气中的传播速度c受环境温度τ的影响较大，考虑了环境温度对传播速度的影响后，距离公式修正为：1．2超声波换能器超声换能器是基于正(负)压电效应制成的声电传感器，在超声频率范围内将交变的电信号转换成为声信号(正压电效应)，或者是将声信号转换成为电信号(负压电效应)。本文选用防水型收发一体式双晶片压电振动式超声换能器TCF40-25TR，其主要性能指标如下：(1)中心频率：(40±1)kHz；(2)发射声压：在10V(0dB=0．02mPa)时大于等于100dB；(3)接收灵敏度：在40kHz(0dB=V／Pa)时大于等于-55...
