基於單片機的高精度超聲波測距電路的製作方法

2023-10-22 05:47:52

基於單片機的高精度超聲波測距電路的製作方法
【專利摘要】基於單片機的高精度超聲波測距電路 屬於 超聲波領域，尤其涉及一種超聲波測距電路的改進。 本發明 提供一種 外圍電路設計難度小且成本低的 基於單片機的高精度超聲波測距電路。本發明包括超聲波發射模塊和超聲波接收模塊，其結構要點是：超聲波接收模塊通過信號放大電路、施密特整形電路、和門控電路與單片機相連，單片機通過震蕩電路、信號整形電路與超聲波發射模塊相連，單片機還與精確震蕩電路和數碼顯示相連。
【專利說明】
基於單片機的高精度超聲波測距電路

【技術領域】
[0001]本發明屬於超聲波領域，尤其涉及一種超聲波測距電路的改進。

【背景技術】
[0002]為了研究和利用超聲波，人們已經設計和製成了許多超聲波發生器。總體上講，超聲波發生器可以分為兩大類:一類是用電氣方式產生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發生器。壓電式超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。但是目前使用的方法，在設計外圍電路時，設計難度非常大，且設計成本較高。


【發明內容】

[0003]本發明就是針對上述問題，提供一種外圍電路設計難度小且成本低的基於單片機的聞精度超聲波測距電路。
[0004]為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案，本發明包括超聲波發射模塊和超聲波接收模塊，其結構要點是:超聲波接收模塊通過信號放大電路、施密特整形電路、和門控電路與單片機相連，單片機通過震蕩電路、信號整形電路與超聲波發射模塊相連，單片機還與精確震蕩電路和數碼顯示相連。
[0005]作為一種優選方案，本發明所述的單片機採用AT89C51單片機。
[0006]本發明有益效果:本發明以單片機ATMEL89C2051為核心，通過對其進行軟體編程，實現該單片機對其外圍電路的適時控制，並提供給外圍電路各種所需的信號，包括頻率振蕩信號、數據處理信號和解碼顯示信號等等，大大簡化了外圍電路的設計難度，同時更重要的是該種設計方案大大節省了設計成本，並且由於是採用軟體編程技術，所以其移植性能好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及【具體實施方式】，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0008]圖1是本發明電路原理圖。

【具體實施方式】
[0009]如圖所示，本發明包括超聲波發射模塊和超聲波接收模塊，超聲波接收模塊通過信號放大電路、施密特整形電路、和門控電路與單片機相連，單片機通過震蕩電路、信號整形電路與超聲波發射模塊相連，單片機還與精確震蕩電路和數碼顯示相連。
[0010]作為一種優選方案，本發明所述的單片機採用AT89C51單片機。
[0011]頻率產生電路。
[0012]本電路中共用到了兩個重要的頻率，為了實現輸出頻率的精確性，在設計時用到了單片機，因為這一部分(頻率產生電路)是整個電路的核心，由單片機產生的頻率必須準確，否則測得的距離顯示會產生很大誤差，筆者在考慮總體方案時，也想到用一塊單片集成電路(比如說CMOS集成晶片⑶4046)來完成頻率信號的產生以及分頻工作，也完全可以實現電路的功能，但是要想實現高精度要求，難免有些困難，最後還是選擇了用單片機來完成頻率的產生工作。關於上述的這三個頻率是如何由單片機產生的，請詳見本文的「具體工作原理分析」部分。
[0013]信號篩選電路。
[0014]本信號篩選電路在整個電路中可以說起到非常重要的作用，通過對它的適當調整，可以有效地濾除由於外界幹擾帶來的非超聲波信號進入超聲波接收系統，從而大大提高了本電路的抗幹擾性。
[0015]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明，對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明所提交的權利要求書確定的保護範圍。
【權利要求】
1.基於單片機的高精度超聲波測距電路包括超聲波發射模塊和超聲波接收模塊，其特徵在於超聲波接收模塊通過信號放大電路、施密特整形電路、和門控電路與單片機相連，單片機通過震蕩電路、信號整形電路與超聲波發射模塊相連，單片機還與精確震蕩電路和數碼顯示相連。
2.根據權利要求1所述的基於單片機的高精度超聲波測距電路，其特徵在於單片機採用AT89C51單片機。
【文檔編號】G01S7/285GK104459640SQ201310417652
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月14日 優先權日:2013年9月14日
【發明者】劉錚, 林曉丹 申請人:劉錚