用於辨別障礙物的超聲波測距系統的製作方法

2023-05-13 02:28:16 4

本實用新型涉及一種超聲波測距系統，具體是一種用於辨別障礙物的超聲波測距系統，屬於超聲波檢測應用技術領域。

背景技術：

超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易於獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。

超聲波在空氣中測距在比較特殊條件下有較廣泛的應用。利用超聲波檢測通常比較方便，迅速，而且計算很簡單，同時易於實現控制，並且在測量精度各方面都能達到工業實用的指標要求，所以現實中為了讓移動機器人能夠躲避障礙物行駛，就必須裝備測距系統，以便更方便的獲取障礙物的位置信息，如距離和方向。

但是目前使用的超聲波測距系統，在辨別障礙物方面存在著超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差，因此其利用效率不高。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種用於辨別障礙物的超聲波測距系統，該電路系統，工作性能穩定，運行安全可靠，辨別障礙物的精度提高，電路實現容易。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種用於辨別障礙物的超聲波測距系統，包括顯示電路模塊、主控制器電路、發射電路模塊、發射探頭、障礙物、報警電路模塊、接收電路模塊、接收探頭，主控制器電路分出兩路，一路連接發射電路模塊，另一路接收來自接收電路模塊的信號，所述的發射電路模塊通過發射探頭連接障礙物，接收探頭接收來自障礙物的信號並將信號傳給接收電路模塊，主控制器電路分別連接顯示電路模塊、報警電路模塊；

所述的顯示電路模塊、主控制器電路、發射電路模塊、報警電路模塊、接收電路模塊包括晶片U1、電阻R1-R14、電容C1-C3、開關S1-S4、晶振Y1、三極體Q1-Q5、晶片U2，晶片U1的管腳1通過電阻R3連接晶片U2的管腳11，晶片U1的管腳2通過電阻R6連接晶片U2的管腳7，晶片U1的管腳3通過電阻R7連接晶片U2的管腳4，晶片U1的管腳4通過電阻R9連接晶片U2的管腳2，晶片U1的管腳5通過電阻R10連接晶片U2的管腳1，晶片U1的管腳6通過電阻R5連接晶片U2的管腳10，晶片U1的管腳7通過電阻R8連接晶片U2的管腳5，晶片U1的管腳8通過電阻R10連接晶片U2的管腳3，晶片U1的管腳9分別連接電容C1的一端、開關S1的一端、電阻R1的一端，電容C1的另一端、開關S1的另一端連接後接電源VCC，晶片U1的管腳10、管腳11分別對應連接連接件P1的接口2、接口3，連接件P1的接口1連接電源VCC，電阻R1的另一端分別與連接件P1的接口4、電容C2的一端、電容C3的一端、晶片U1的管腳20連接後接地，電容C2的另一端分別連接晶片U1的管腳18、晶振Y1的一端，電容C3的另一端分別連接晶片U1的管腳19、晶振Y1的另一端，晶片U1的管腳12、管腳13分別對應連接連接件J1的接口2、接口3，連接件J1的接口1連接電源VCC，連接件J1的接口4接地，晶片U1的管腳40接電源VCC，晶片U1的管腳21通過開關S4接地，晶片U1的管腳22通過開關S3接地，晶片U1的管腳23通過開關S2接地，晶片U1的管腳24通過電阻R2連接三極體Q1的基極，三極體Q1的發射極接電源VCC，三極體Q1的集電極與揚聲器B連接後接地，晶片U1的管腳14通過串聯電阻R11後與三極體Q2的基極連接，三極體Q2的集電極連接晶片U2的管腳12，三極體Q2的發射極分別與三極體Q3的發射極、三極體Q4的發射極、三極體Q5的發射極連接後接電源VCC，晶片U1的管腳15通過串聯電阻R12後與三極體Q3的基極連接，三極體Q3的集電極連接晶片U2的管腳9，晶片U1的管腳16通過串聯電阻R13後與三極體Q4的基極連接，三極體Q4的集電極連接晶片U2的管腳8，晶片U1的管腳17通過串聯電阻R14後與三極體Q5的基極連接，三極體Q5的集電極連接晶片U2的管腳6。

作為本實用新型的進一步改進，晶片U1的型號為STC89C52。

作為本實用新型的進一步改進，晶片U2的型號為AD1764。

作為本實用新型的進一步改進，三極體Q1-Q5的型號為8550。

與現有技術相比，本實用新型電路系統，工作性能穩定，運行安全可靠，辨別障礙物的精度提高，電路實現容易，提高系統的利用率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構框圖；

圖2是圖1的電路原理圖。

圖中：1、顯示電路模塊，2、主控制器電路，3、發射電路模塊，4、發射探頭，5、障礙物，6、報警電路模塊，7、接收電路模塊，8、接收探頭。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種用於辨別障礙物的超聲波測距系統，包括顯示電路模塊1、主控制器電路2、發射電路模塊3、發射探頭4、障礙物5、報警電路模塊6、接收電路模塊7、接收探頭8，主控制器電路2分出兩路，一路連接發射電路模塊3，另一路接收來自接收電路模塊7的信號，所述的發射電路模塊3通過發射探頭4連接障礙物5，接收探頭8接收來自障礙物5的信號並將信號傳給接收電路模塊7，主控制器電路2分別連接顯示電路模塊1、報警電路模塊6；

如圖2所示，所述的顯示電路模塊1、主控制器電路2、發射電路模塊3、報警電路模塊6、接收電路模塊7包括晶片U1、電阻R1-R14、電容C1-C3、開關S1-S4、晶振Y1、三極體Q1-Q5、晶片U2，晶片U1的管腳1通過電阻R3連接晶片U2的管腳11，晶片U1的管腳2通過電阻R6連接晶片U2的管腳7，晶片U1的管腳3通過電阻R7連接晶片U2的管腳4，晶片U1的管腳4通過電阻R9連接晶片U2的管腳2，晶片U1的管腳5通過電阻R10連接晶片U2的管腳1，晶片U1的管腳6通過電阻R5連接晶片U2的管腳10，晶片U1的管腳7通過電阻R8連接晶片U2的管腳5，晶片U1的管腳8通過電阻R10連接晶片U2的管腳3，晶片U1的管腳9分別連接電容C1的一端、開關S1的一端、電阻R1的一端，電容C1的另一端、開關S1的另一端連接後接電源VCC，晶片U1的管腳10、管腳11分別對應連接連接件P1的接口2、接口3，連接件P1的接口1連接電源VCC，電阻R1的另一端分別與連接件P1的接口4、電容C2的一端、電容C3的一端、晶片U1的管腳20連接後接地，電容C2的另一端分別連接晶片U1的管腳18、晶振Y1的一端，電容C3的另一端分別連接晶片U1的管腳19、晶振Y1的另一端，晶片U1的管腳12、管腳13分別對應連接連接件J1的接口2、接口3，連接件J1的接口1連接電源VCC，連接件J1的接口4接地，晶片U1的管腳40接電源VCC，晶片U1的管腳21通過開關S4接地，晶片U1的管腳22通過開關S3接地，晶片U1的管腳23通過開關S2接地，晶片U1的管腳24通過電阻R2連接三極體Q1的基極，三極體Q1的發射極接電源VCC，三極體Q1的集電極與揚聲器B連接後接地，晶片U1的管腳14通過串聯電阻R11後與三極體Q2的基極連接，三極體Q2的集電極連接晶片U2的管腳12，三極體Q2的發射極分別與三極體Q3的發射極、三極體Q4的發射極、三極體Q5的發射極連接後接電源VCC，晶片U1的管腳15通過串聯電阻R12後與三極體Q3的基極連接，三極體Q3的集電極連接晶片U2的管腳9，晶片U1的管腳16通過串聯電阻R13後與三極體Q4的基極連接，三極體Q4的集電極連接晶片U2的管腳8，晶片U1的管腳17通過串聯電阻R14後與三極體Q5的基極連接，三極體Q5的集電極連接晶片U2的管腳6。

進一步，晶片U1的型號為STC89C52。

進一步，晶片U2的型號為AD1764。

進一步，三極體Q1-Q5的型號為8550。

工作原理：超聲波測距系統採用現成的超聲波模塊，該模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達高到3mm。超聲波測距系統包括顯示電路模塊1、主控制器電路2、發射電路模塊3、發射探頭4、障礙物5、報警電路模塊6、接收電路模塊7、接收探頭8，基本工作原理：採用晶片U1的管腳12即IO口觸發測距，給至少10us的高電平信號；模塊自動發送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，通過晶片U1的管腳13即ECHO口輸出一個高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。測試距離＝(高電平時間*聲速(340M/S))/2，其中電源VCC所供電壓為5V，GND為地線，晶片U1的管腳12即TRIG埠為觸發控制信號輸入，晶片U1的管腳13即ECHO埠為迴響信號輸出。