超声波测距离传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。这里介绍了超声波传感器的组成部分,性能指标,工作模式等内容。
超声波测距离传感器相关电路设计:
1.发射电路设计
超声波发送模块是由超声波发射探头组成的,单片机的P0端口直接发送40 kHz的信号,使用三极管做为驱动放大,驱动压电晶片超声波换能器产生超声波。超声波发射子程序的流程是,发射时首先装填计时器,并且开始计时,当超声波发射完毕时,定时器计时完毕,并且重新装填等待下次发射。
2.接收电路设计
在接收电路中使用了红外线接收处理芯片,因为它处理的是38 kHz的红外信号,而40 kHz的超声波信号和它比较接近,芯片具有很强的抗干扰能力,这个芯片的外围电路很简单而且通过外围电阻调节它的中心处理频率,通过改变外围电路电容的大小也可以改变接收电路灵敏度和抗干扰能力。试验后发现用单片机发40 kHz信号与使用芯片的电路搭配更加简单合理,使得时间的计算更为准确。
该系统的超声波接收模块是由超声波接收探头和红外线接收处理芯片组成。超声波接收子程序的流程是,利用INT0中断检测回波信号,若有回波信号(INT0口低电平)就关闭外部中断,同时停止计时器的计时,将测距成功标志位标记为1(测距成功),同时提取时间值,计算待测距离,保存终结果后打开外部中断,等待下次测量。