基于超声波传感器的障碍物检测课程设计
超声波避障系统设计PPT课件
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A点信号 B点信号 C点信号
显示中可以看出A点的信号被放大了，信号未显示为方波，是因为变压 器的电感影响。上图E点的电平值为5V，如果拟定3V，则如波图如下：
从图中知道，3V时，A、B幅值有所降低，因为E点加入的电平高于C点， 当E点的值变化时，将影响A点的值，从这点可以看出，通过控制E点 的电压，能够影响发射端的强弱，我们会根据不同的运用场合，变化 E点的值，达到不同的效果
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致谢
感谢工学院个位老师为答 辩工作作的努力！
祝老师工作愉快！
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感谢您的观看。
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8
D2
1N4148
R10
510
SOUT
SOUT
C14
102
TL852
VCC BIAS
REC
LC
G2IN G1OUT
GADJ G1IN
XIN
GND
R9
68k
C12
103
R8
4.7k
C13
103
L2
1.5mH
C9
L1
6.5mH
接受探头
R7
4.7k
C10
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程序流程
开始 系统初始化
发射超声波脉冲 等待反射超声波
9 7 5 3
19 O E
74LS244
R1 R2 66RR223400
620 620
R5 R6 66RR227800
620 620
R9
1k
Q1
9012
R10
1k
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Q2
9012
R11
基于Arduino和超声波传感器避障小车制作方案
基于Arduino和超声波传感器避障小车制作方案避障小车是一种智能设备，可以自动感知前方的障碍物，并通过朝另一个方向转动来避开障碍物。
该设计允许小车通过避免碰撞在未知环境中导航，这是任何自主移动小车的主要要求。
避障小车的应用不受限制，现在大多数军事组织都使用它，这有助于执行许多士兵无法完成的危险工作。
在本篇文章中，我们将使用Arduino和超声波传感器制作一个避障小车。
这里，超声波传感器用于通过计算机器人和障碍物之间的距离来感测路径中的障碍物。
如果机器人发现任何障碍物，它会改变方向并继续移动。
超声波传感器如何用于避免障碍物在制作之前，了解超声波传感器的工作原理非常重要，因为这种传感器在检测障碍物方面起着重要作用。
超声波传感器工作的基本原理是记录传感器在撞击表面后传输超声波束和接收超声波束所需的时间。
然后使用该公式计算距离。
在本文中，使用了广泛使用的HC-SR04超声波传感器。
因此，HC-SR04的Trig引脚高至少10 us。
声波束以8个40KHz的脉冲传输。
然后信号撞击表面并返回并由HC-SR04的接收器Echo引脚捕获。
Echo引脚在发送高电平时为高电平。
光束返回所用的时间保存在变量中，并使用如下所示的适当计算转换为距离距离=（时间x空气中声音的速度（343 m / s））/ 2可轻松找到避免机器人的障碍物的组件。
为了搭建底盘，可以使用任何玩具底盘或者可以定制。
需要的组件● Arduino NANO或Uno开发板● HC-SR04超声波传感器● LM298N电机驱动器模块● 5V直流电动机● 电池● 车轮● 机壳● 跳线电路原理图避障小车的Arduino编程在本文末尾处将给出了完整程序。
该程序将包括设置HC-SR04模块并将信号输出到电机引脚以相应地移动电机方向。
此项目中不会使用任何库。
首先在程序中定义HC-SR04的TRIG和ECHO引脚。
在本文中，trig引脚连接到GPIO9，echo引脚连接到Arduino NANO的GPIO10。
超声波传感器的设计与应用
超声波传感器的设计与应用超声波传感器是一种能够使用超声波来检测、测量和感应物体的设备。
它通过发射超声波并接收其反射信号来确定物体的位置、距离和形状等信息。
超声波传感器具有精度高、反应快、无损检测等特点，因此在许多领域都有广泛的应用。
超声波传感器的设计主要包括传感器模块的选择和电路设计两个方面。
传感器模块通常由超声波发射器和接收器组成，发射器产生超声波信号，而接收器接收超声波的反射信号。
在模块选择时，需要考虑到工作频率、工作距离、角度范围、解析度、功耗等因素。
对于不同的应用场景，需要选择适合的传感器模块。
在电路设计方面，超声波传感器通常需要一定的信号处理电路来提取出物体反射的超声波信号。
常用的信号处理电路包括放大电路、滤波电路和模数转换电路等。
放大电路可以增强传感器模块接收到的超声波信号，提高传感器的灵敏度。
滤波电路可以滤除噪声和干扰信号，提高传感器的信噪比。
模数转换电路可以将模拟信号转换为数字信号，便于后续处理和分析。
1.距离测量：超声波传感器可以测量物体与传感器之间的距离，例如测量停车场停车位的空余情况，或者测量液位传感器中液体的高度等。
2.避障与导航：超声波传感器可以用于机器人、车辆等设备的避障与导航，通过检测前方障碍物的距离和位置，实现自动避障和导航功能。
3.物体检测与定位：超声波传感器可以用于检测物体的存在和位置，例如在自动售货机中检测货物是否准备就绪，或者在工业生产中定位物体的位置等。
4.流量检测与控制：超声波传感器可以用于测量流体的流速和流量，例如在水处理设备中测量供水管道中的水流量，或者在油气管道中测量油气的流速等。
5.目标追踪与监控：超声波传感器可以用于追踪和监控目标的位置和活动，例如在安防系统中监控人员和车辆的活动，或者在无人机中实现目标跟踪和拍摄等。
综上所述，超声波传感器的设计与应用是一个多领域的综合应用，不仅需要合理选择传感器模块，还需要设计合适的电路和信号处理方法。
通过合理设计和应用，超声波传感器可以在很多领域实现快速、准确的检测和测量。
设计报告超声波测距报警
设计报告超声波测距报警一、设计目的学习使用单片机的控制功能和用超声波传感器实现测量距离，理解超声波传感器的超声波发生机制及发射、接收和以Arduino 开发板为中心控制单元，实现超声波发射及其遇到障碍物发生反射形成回波信号，并根据超声波在介质中的传播速度及超声波从发射到接收到回波的时间，计算出发射点距障碍物的距离二、总体设计思想Ⅰ、利用超声波模块获得距离原理如下：超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即。
：s=340m/s×t / 2 。
这就是所谓的时间差测距法。
测距过程：1、使用Arduino采用数字引脚给SR04的Trig引脚至少10μs 的高电平信号，触发SR04模块测距功能；2、触发后，模块会自动发送8个40KHz的超声波脉冲，并自动检测是否有信号返回。
这步会由模块内部自动完成。
3、如有信号返回，Echo引脚会输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
此时，我们能使用pulseIn()函数获取到测距的结果，并计算出距被测物的实际距离。
二、超过警告值（可设）报警。
设置三个按钮，按下按钮一，开始设置（设置时间20s），按下按钮二每0.5秒警告值加1厘米，按下按钮三每0.5秒警告值减1厘米。
报警使用蜂鸣器。
三、使用LCD1602显示，显示分为三类，1.distance 距离值。
2.warning 距离值。
3.setting 警告值。
三、电路原理图四、硬件使用方法一、接上usb电源，打开总开关。
二、液晶显示屏幕开始显示距离。
三、按下三个按钮中间的按钮，直至液晶显示屏显示setting（时间20s）。
警告值默认15cm。
四、按下三个按钮的左右按钮调节警告值。
按下左按钮每0.5秒警告值加1厘米，按下右按钮每0.5秒警告值减1厘米。
超声波防盗报警器课程设计
超声波防盗报警器课程设计一、引言超声波防盗报警器是一种基于超声波技术的安全设备，它可以通过发射和接收超声波信号来检测周围环境中是否存在人体或其他物体，从而实现防盗报警的功能。
本文将介绍超声波防盗报警器的课程设计，包括设计目标、设计原理、硬件设计、软件设计和测试验证等方面。
二、设计目标本次课程设计的主要目标是实现一个基于超声波技术的防盗报警器，并能够满足以下要求：1. 可以检测周围环境中是否存在人体或其他物体；2. 当检测到非法入侵时，能够及时发出警报并发送短信通知；3. 具有良好的稳定性和可靠性，能够长时间运行。
三、设计原理超声波防盗报警器主要基于超声波技术实现，其工作原理如下：1. 发射端发射一定频率的超声波信号；2. 超声波信号在空气中传播并被周围物体反射回来；3. 接收端接收反射回来的超声波信号，并计算出信号的时间差；4. 根据时间差计算出周围物体与传感器的距离。
通过以上原理，可以实现对周围环境中是否存在人体或其他物体的检测。
四、硬件设计超声波防盗报警器的硬件设计包括以下部分：1. 超声波模块：用于发射和接收超声波信号；2. 控制器：用于控制超声波模块和处理信号；3. 警报器：用于发出警报；4. GSM模块：用于发送短信通知。
五、软件设计超声波防盗报警器的软件设计主要包括以下方面：1. 超声波信号处理程序：用于控制超声波模块，接收反射回来的超声波信号，并计算出距离；2. 报警程序：当检测到非法入侵时，发出警报并发送短信通知；3. 界面程序：提供用户界面，方便用户设置参数和查看状态。
六、测试验证为了验证超声波防盗报警器的性能和可靠性，需要进行一系列测试。
测试内容包括以下方面：1. 灵敏度测试：调整灵敏度参数，测试检测到的最小物体大小；2. 距离测试：测试检测距离，包括最大和最小距离；3. 报警测试：模拟非法入侵情况，测试报警功能；4. 稳定性测试：长时间运行，测试稳定性和可靠性。
七、总结本文介绍了超声波防盗报警器的课程设计，包括设计目标、设计原理、硬件设计、软件设计和测试验证等方面。
传感器与检测技术课程设计《传感器与检测技术》课程改革设计方案
一、课程性质本课程作为机电一体化技术专业基础课程，在本专业的职业能力培养中所起着承前启后的桥梁作用，它既是前期理论课的延续，又是学习其他专业课的前提。
本课程主要培养学生选择应用各类传感器的能力，组成各种检测系统的能力和各种测试模块电路的设计制作能力，这些能力是构成本专业职业岗位技能的重要部份。
本课程的前期课程主要有《工程制图》《电子电路基础》《电子路线 cad》《应用数学基础》等。
二、课程整体设计1 课程目标设计1.1 能力目标(1)能够用万用表、示波器等常用仪器检查各种传感器性能，判别其好坏；(2)能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器；(3)能够根据被测信号的特点，用不同类型的传感器设计合理的检测电路；(4)能够设计普通电子检测产品；(5)能够正确维护常用电子检测设备。
1.2 知识目标(1)掌握测量及误差理论等知识，传感器及检测技术基本知识，电桥测量电路的基本特性；(2)掌握各种常用传感器的基本工作原理、性能特点，理解它们的工作过程，掌握它们的各种应用场合和方法；(3)掌握信号处理及抗干扰技术的基本知识，理解典型检测系统的工作原理，清晰各组成部份的功能及其特性。
1.3 职业目标(1)能独立学习、工作，掌握交流与团队合作能力，具备相应的职业道德；(2)养成良好的工作责任心、坚毅的意志力和严谨的工作作风；(3)在实际工作中能创造性地完成各项任务，了解电子信息产业的相关法律法规常识；(4)掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。
2 课程内容设计课程教学内容根据课程目标，按照职业岗位能力要求进行选择，采取项目教学结合虚拟真实工作场景的实践教学，培养典型电子产品设计和生产管理人员。
教学内容包括产品开辟市场调研、产品电子路线设计制作、工艺文档编制、质量检验等，通过项目执行使学生了解项目从调研到成品检验的全过程，具体教学内容安排见表 1。
表 1 《传感器与检测技术》课程内容工作过程课程内容模块子模块课时市场调研传感器常识传感器在电子产品中的应用情况4电子路线设计制作传感器选用模块电阻传感器及其应用4电容传感器及其应用4电感传感器及其应用6热电偶传感器及其应用6光电传感器及其应用4霍尔传感器及其应用4压电传感器及其应用4超声波传感器及其应用4工艺文档编制及产品质量检验检测系统集成模块信号处理与抗干扰技术4传感器网络的组成与应用4简易电子秤系统的设计10小组答辩23 能力训练项目设计学期初，将学生分成四至六名一组的学习小组，每一个学习小组分配在编号固定的传感器实验台上，上课在传感器实验室进行，在整个学习过程中完成常用传感器选型应用训练和典型检测系统集成与使用维护训练等 10 个项目。
超声波避障实训报告
一、引言随着科技的发展，智能设备在各个领域得到了广泛的应用。
超声波避障技术作为一种常见的传感器技术，在智能机器人、自动导航小车等领域有着广泛的应用前景。
为了提高对超声波避障技术的理解和应用能力，我们开展了超声波避障实训，通过实际操作和理论分析，深入了解超声波避障系统的原理、设计及实现方法。
二、实训目的1. 了解超声波避障技术的原理和应用；2. 掌握超声波避障系统的设计方法；3. 熟悉超声波避障模块的选型和连接；4. 掌握超声波避障系统在实际应用中的调试和优化。
三、实训内容1. 超声波避障原理超声波避障技术是基于声波传播原理的一种非接触式测距技术。
当超声波发射器发出声波时，声波遇到障碍物会反射回来，通过测量发射和接收声波的时间差，即可计算出障碍物与传感器的距离。
2. 超声波避障系统设计（1）系统组成超声波避障系统主要由超声波发射器、超声波接收器、单片机、驱动电路和电源组成。
（2）系统设计① 超声波发射器：选用HC-SR04超声波测距模块，该模块具有高分辨率、高精度和低功耗等特点。
② 超声波接收器：选用MP3183超声波接收模块，该模块具有抗干扰能力强、响应速度快等特点。
③ 单片机：选用STM32F103C8T6单片机，该单片机具有高性能、低功耗、丰富的片上资源等特点。
④ 驱动电路：选用L298N电机驱动芯片，该芯片具有驱动能力强、工作电压范围宽等特点。
⑤ 电源：选用5V直流电源，为整个系统提供稳定可靠的电力支持。
3. 超声波避障系统实现（1）硬件连接将超声波发射器、接收器、单片机、驱动电路和电源按照设计要求进行连接，确保各个模块之间通信正常。
（2）软件设计① 初始化：设置单片机的工作模式、时钟频率、GPIO端口等。
② 超声波测距：通过单片机控制超声波发射器发送脉冲信号，并读取接收器返回的脉冲信号，计算出距离。
③ 驱动控制：根据测得的距离，判断是否需要避障，并控制小车进行相应的动作。
4. 超声波避障系统调试与优化（1）调试① 测试超声波测距模块的准确性：通过实际测量不同距离的障碍物，验证测距模块的准确性。
超声波测距报警器实验报告
超声波测距报警器实验报告一、实验目的本实验旨在设计并实现一个基于超声波的测距报警器，通过测量物体与传感器之间的距离，当距离小于设定的阈值时，触发报警装置，以实现对特定区域的距离监测和预警功能。
二、实验原理超声波测距是通过测量超声波在空气中的传播时间来计算距离的。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，碰到障碍物后反射回来，接收器收到反射波就立即停止计时。
已知超声波在空气中的传播速度为 340 米/秒，根据计时器记录的时间 t，就可以计算出发射点距障碍物的距离 s，计算公式为：s ＝ 340t/2 。
三、实验设备与材料1、超声波传感器模块（包括发射器和接收器）2、微控制器（如 Arduino 开发板）3、蜂鸣器4、显示屏（用于显示测量距离）5、杜邦线若干6、电源（如电池盒或 USB 电源）四、实验步骤1、硬件连接将超声波传感器的 VCC 引脚连接到电源的正极端，GND 引脚连接到电源的负极端。
将超声波传感器的 Trig 引脚连接到微控制器的数字输出引脚，Echo 引脚连接到微控制器的数字输入引脚。
将蜂鸣器的正极连接到微控制器的数字输出引脚，负极连接到电源的负极端。
将显示屏连接到微控制器的相应引脚。
2、软件编程使用 Arduino 开发环境编写控制程序。
首先，设置微控制器的引脚模式，包括输入和输出引脚。
然后，在主循环中，通过向 Trig 引脚发送一个短脉冲来触发超声波传感器发送超声波。
等待 Echo 引脚变为高电平，开始计时；当 Echo 引脚变为低电平时，停止计时，并根据时间计算距离。
将计算得到的距离与设定的阈值进行比较，如果小于阈值，驱动蜂鸣器报警，并在显示屏上显示距离和报警信息。
3、调试与测试编译并上传程序到微控制器。
进行实物测试，逐步调整传感器的位置和方向，以及阈值的大小，观察报警效果和距离测量的准确性。
五、实验结果与分析1、距离测量结果在不同距离下进行多次测量，记录测量值。
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基于超声波传感器的障碍物检测课程设计 ———————————————————————————————— 作者: ———————————————————————————————— 日期: 《智能仪器仪表设计基础》 课程设计报告
ﻩ 单 位： 学生姓名: 专 业: 班 级: 学 号： 指导老师： 成 绩：
设计时间:２０1３ 年 5月 指导老师提供的设计题目和要求 1、 设计题目:基于超声波传感器的障碍物检测电路仿真设计 2、 指导老师: 3、 设计条件： [1] 仿真软件可用Mｕltｉsim１0软件或者sａber软件。 [2] 超声波传感器详细参数: 工作频率：４０KHz±1.０KHz 声压值:≥９4ｄB(30cｍ/10Vrmｓ sine wａｖｅ) 灵敏度：≥-82ｄB/v/u baｒ（0dB=v／pａ）; ﻩ余振：:≤1.2ms； ﻩ－６dＢ方向性(度)：60°±１0° ﻩ电容： ２000pf±１0%； 最大输入电压（Vp-p)：１50(40KHz) 使用温度范围：-35℃—＋80℃ 储藏温度范围：-40℃—＋8５℃ 4、 设计要求： [1] 设计电路包括超声波发射电路、超声波回波接收电路两部分。超声波发射电路包括升压激励模块。超声波回波接收电路包括一级带通滤波电路、二级带通电路、回波二值化电路组成。 [2] 当在超声波发射电路输入端输入VPP=５V，Vmin=0V的方波信号时，超声波发射电路输出端能输出ＶPP=100V~１5０Ｖ，f=4０KHZ的一个激励信号。 [3] 当在超声波回波接收电路输入端输出VPP=60mV~2V,f＝40KHZ的正弦波信号时，超声波回波接收电路输出端能输出电平信号。当在超声波回波接收电路输入端输入低电平信号时,超声波回波接收电路输出端能输出高电平信号。 [4] 附加要求：请用虚拟仪器显示各个电路模块输入端信号及输出端信号 5、 参考书目 [1] 胡向东，刘京诚，余成波等编著,传感器与检测技术 机械工业出版社,200９ [2] 张国雄主编 测控电路 机械工业出版社,第4版 一、摘要 本次仿真实验设计电路包括超声波发射电路、超声波回波接收电路两部分。超声波发射电路包括升压激励模块。超声波回波接收电路包括一阶低通滤波电路、二级低通电路、回波二值化电路组成。在本次应用Mｕltisim10软件仿真实验过程中我们用555定时器产生了0~5V的方波激励信号，并通过升压激励电路最终能输出ＶPＰ=１０0Ｖ～150V,f=４0ＫHZ的一个激励信号。而当在超声波回波接收电路输入端输出VPP=6０ｍV~2V,f=4０ＫHZ的正弦波信号时,超声波回波接收电路输出端能输出电平信号。当在超声波回波接收电路输入端输入低电平信号时，超声波回波接收电路输出端能输出高电平信号。
二、相关电路概述及原理简介 1、超声波传感器 超声波发射与回波接收电路的主要作用是提高驱动超声波传感器的脉冲电压幅值，有效地进行电/声转换，增大超声波的发射距离,并通过收发一体的超声波传感器将返回的超声波转变成微弱的电信号。超声波发射与回波接收电路如图3所示(画出一路,其他三路与该路一样)。
图１ 超声波发射原理图 EFR4０RS是收发一体封闭（防水)型超声波传感器，其中心频率f0＝(4０.0±1．０）kＨz，-3 dB带宽１ ｋHｚ。驱动电压峰一峰值要求６0~150 V。CD405２是双路四选一模拟开关，单片机的P3.4和Ｐ3.5端口输出选通信号，单片机的P3．３端口输出一串4０ kHｚ的脉冲电压,通过CD4０52的X路加到选通的开关三极管Ｑ１基极，经脉冲变压器T１升压至100 VP-P左右，驱动超声波传感器ＥFR4０RＳ发射超声波。发射时的脉冲电压幅值大小直接影响测距的远近,应采用超声波专用的脉冲变压器。反射回的超声波经原收发一体封闭型超声波传感器变成毫伏级的一串脉冲电信号。由于回波电信号的幅值小，VD３和VD4二极管截止,该信号不会通过T１变压器副边线圈形成短路。ＶD1和VD2二极管也截止,所以回波电信号经R1和C１,通过CD4052的Ｙ路送到超声波电信号放大与整形电路。R1和ＶD1，VD2组成双向限幅电路，避免发射时的大信号造成超声波放大与整形电路阻塞，甚至损坏电路。 ２、５55定时器 5５5定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为５55,用ＣＭOS工艺制作的称为75５5,除单定时器外,还有对应的双定时器 556/７55６。5５5定时器的电源电压范围宽,可在4.5V~16V工作，７5５5可在3~18V工作，输出驱动电流约为2００mA，因而其输出可与TTL、CＭOS或者模拟电路电平兼容。电路组成：
图2 555定时器构成的多谐振荡器电路 用555定时器构成的多谐振荡器电路如图所示:图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件,决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端(2脚）和阀值输入端（６脚）与电容相连;集电极开路输出端（7脚)接R1、Ｒ２相连处,用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚)通过０.０1ｕF电容接地。 多谐振荡器的工作波形如图所示，电路接通电源的瞬间，由于电容Ｃ来不及充电，Vc=0v,所以555定时器状态为1，输出Vｏ为高电平。同时，集电极输出端（7脚）对地断开,电源Ｖcｃ对电容C充电,电路进入暂稳态I,此后,电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RＣ充、放电回路的参数。暂稳态Ⅰ的维持时间，即输出Vｏ的正向脉冲宽度T1≈0．7(Ｒ1＋R２）C;暂稳态Ⅱ的维持时间,即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0 .7R2Ｃ。.
图3 多谐振荡器的工作波形ﻫ 因此，振荡周期T＝Ｔ1+Ｔ２=０.7（R1＋2R2）C，振荡频率f＝１/Ｔ。正向脉冲宽度T１与振荡周期T之比称矩形波的占空比Ｄ,由上述条件可得D=(R1+R2）/（R1＋２Ｒ２)，若使Ｒ２>>R1,则Ｄ≈1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波)。电容器C放电所需的时间为:tPL=R*ln2≈0.７＊Ｒ；当C放电结束时,T截止，Vcc将通过R1、R２向电容器C充电,Vc由Vcc/３上升到2Vｃc／3所需的时间为:tＰH=(R1+R２）*Ｃ*ln2≈0．7＊（Ｒ1+R２)*Ｃ;当Ｖc上升到2Vcc／3时,触发器又发生翻转,如此周而复始,在输出端就得到了一个周期性的方波，其频率： f=１/（tPＬ+ｔPH)≈１.43/[（R1＋2*R2）*Ｃ］ 555定时器成本低,性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。5５5定时器内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻,一个RS触发器,一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC ／3。本次仿实验中我们将利用555定时器构成的多协振荡器产生脉冲信号。如图4所示。
ﻫ图4 ５5５定时器构成的多协振荡器参考图 多谐振荡器应用举例: A.模拟声响发生器： 将两个多谐振荡器连接起来,前一个振荡器的输出接到后一个振荡器的复位端,后一个振荡器的输出接到扬声器上。这样,只有当前一个振荡器输出高电平时，才驱动后一个振荡器振荡,扬声器发声；而前一个振荡器输出低电平时,导致后面振荡器复位并停止震荡，此时扬声器无音频输出。因此从扬声器中听到间歇式的"呜....．.呜＂声响。
B.电压——频率转换器: 由5５5定时器构成的多谐振荡器中，若定时器控制输入端(５脚)不经电容接地,而是外加一个可变的电压源,则通过调节该电压源的值,可以改变定时器触发电位和阀值电位的大小。外加电压越大,振荡器输出脉冲周期越大,即频率越低;外加电压越小，振荡器输出脉冲周期越小,即频率越高。这样，多谐振荡器就实现了将输入电压大小转换成输出频率高低的电压—频率转换器的功能。 3、低通滤波器
滤波器的工作原理是当信号与噪声分布在不同的频带中时，利用滤波器对不同频率信号有不同的衰减特点,从频率域实现信号分离。本次试验中采用无限增益多路反馈型滤波电路，它是一个由赋以多路反馈的理论上具有无限增益的运算放大器构成的滤波电路。图２所示分别是一阶有源低通滤波器和由单一运算放大器构成的无限增益多路反馈二阶低通滤波电路的基本结构。无限增益多路反馈二阶低通滤波器参数如公式（1）。
ﻫ
图5 一阶低通滤波器以及无限增益多路反馈低通滤波器 ﻩ 公
式（１)
三、超声波传感器的障碍物检测电路设计思路 本次仿真实验设计电路包括超声波发射电路、超声波回波接收电路两部分。根据超声波传感器相关资料我们了解到,超声波传感器的工作电压是在100V~1５0Ｖ，在本次仿真实验中,我们利用一个2nF的电容代替超声波传感器，因此,我们需要在电容的一端输出100V~15０V的电压值，以满足实际超声波传感器工作需要。由于超声波传感器是收发两用传感器，因此在发出超声波的同时也会接收到一个60ｍV~2V左右的信号作为反馈信号,但由于信号幅值较小同时包含噪声,我们需要首先对其滤波放大。其次，由于设计需要,我们需要将该信号转变为近似方波信号。因此，我们设计的超声波发射电路包括升压激励模块以及555定时器方波发生器模块,而超声波回波接收电路包括一级低通滤波电路、二级低通电路、回波二值化电路模块。 当在超声波发射电路输入端利用555定时器方波发生器输入VPP=5V,Ｖmｉn=0Ｖ的方波信号时，超声波发射电路通过变压器升压使输出端能输出VPP＝10０Ｖ~１50V，f=4０KＨZ的一个输出信号。另外,在本次试验中我们利用一个2nＦ的电容代替超声波传感器，因此,在输出端输出100V～１50V信号时,在另外的超声波回波电路输入端会接收到一个VＰP=6０mV～２Ｖ,f＝40KHZ的信号。 当在超声波回波接收电路输入端输出VPＰ=60mＶ~２Ｖ,f=40KHZ的正弦波信号时,我们利用两级低通滤波器进行滤波，得到所需要的波段。然后利用比较器进行二值化处理，当在超声波回波接收电路输入端输入低电平信号时,超声波回波接收电路输出端能输出高电平信号。
四、超声波传感器的障碍物检测电路实际设计