超声波测距离
超声波测距原理解读
超声波测距原理解读超声波测距技术是一种利用超声波波长短、传播速度常数和反射特性进行距离测量的方法。
它在工业、医疗、汽车等领域得到广泛应用。
本文将对超声波测距原理进行解读，帮助读者更好地理解和使用这一技术。
一、超声波测距原理超声波是频率高于人类可听到范围的声波，其频率通常在20kHz到1GHz之间。
超声波在物体表面产生反射时，可以通过测量反射的时间和传播速度来计算物体与探测器之间的距离。
超声波测距原理主要包括以下几个方面：1. 发射与接收：超声波测距系统通常由一个发射器和一个接收器组成。
发射器产生超声波信号，将其发射到目标物体上，并且能够接收目标物体反射回来的信号。
接收器会将接收到的信号转化为电信号。
2. 时间测量：通过测量发送信号出发后到接收到反射信号的时间间隔，可以计算出声波信号的往返时间。
3. 距离计算：在测得往返时间后，根据声波在空气中的传播速度（约为343米/秒），就可以通过简单的数学公式计算出物体与探测器之间的距离。
4. 精度与误差消除：超声波测距系统的精度受多种因素的影响，如探测器的精度、环境温度、气压等。
在实际应用中，可以采取一系列措施来减小误差，提高测量的准确性。
二、超声波测距应用领域超声波测距技术由于其高精度、长测距范围和对目标物体材质的适应性而得到广泛应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 工业领域：在工业自动化控制中，超声波测距技术广泛应用于液位测量、物体定位、堆垛机导航等。
通过测量物体与传感器之间的距离，可以实现自动控制和避免碰撞。
2. 医疗领域：在医疗领域，超声波测距技术被用于超声诊断、超声治疗和体外诊断等。
超声波可以穿透人体组织，通过测量声波传播时间和反射强度，可以获取关于器官结构、病变情况等信息。
3. 汽车领域：超声波测距技术在汽车倒车雷达系统中得到了广泛应用。
借助超声波传感器，汽车可以实时监测后方障碍物的距离，并发出警示信号，提高驾驶安全性。
4. 安防领域：超声波测距技术也被应用于安防系统中。
wedo距离传感器原理
wedo距离传感器原理
WEDO距离传感器是一种使用超声波技术测量距离的传感器。
该传感器包括一个发射器和一个接收器。
发射器会发出一束超声波脉冲，在发射后立即开始计时。
当超声波脉冲遇到物体并反射回来时，接收器开始计时，直到接收到反射回来的超声波脉冲。
WEDO距离传感器通过测量发射超声波脉冲和接收反射超声
波脉冲之间的时间差，来计算出物体与传感器之间的距离。
根据声速和时间差，可以使用以下公式来计算距离：
距离 = 声速 ×时间差 / 2
其中，声速可以假设为固定值（比如声速在空气中大约为343 m/s），时间差是发射超声波脉冲和接收到反射超声波脉冲之
间的时间差，除以2的原因是因为超声波是从传感器到物体再返回传感器的，所以需要除以2来得到物体与传感器之间的实际距离。
WEDO距离传感器的测距范围通常在几厘米到几米之间，可
以广泛应用于机器人、智能家居、自动驾驶等领域的距离测量和障碍物检测等应用中。
超声波测距仪实训报告
超声波测距仪实训报告一、实训目的本次实训的目的是通过设计和制作超声波测距仪，深入了解超声波测距的原理和应用，掌握相关的电子电路设计、焊接、调试和编程技能，提高实际动手能力和问题解决能力。
二、实训原理超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度和往返时间来计算距离。
超声波发生器发射出一定频率的超声波，当遇到障碍物时会反射回来，被超声波接收器接收。
通过测量发射和接收的时间差，再根据超声波在空气中的传播速度（约 340 米/秒），就可以计算出障碍物与测距仪之间的距离。
计算公式为：距离＝（传播速度 ×时间差）／ 2三、实训设备和材料1、超声波传感器模块（HCSR04）2、单片机开发板（如 STM32、Arduino 等）3、面包板、杜邦线4、电阻、电容等电子元件5、示波器、万用表6、电脑及编程软件四、实训步骤1、硬件电路设计将超声波传感器模块与单片机开发板连接，根据模块的引脚定义和开发板的接口，使用杜邦线进行连接。
连接电源和地，确保电路的供电正常。
2、软件编程选择相应的编程环境，如 Arduino IDE 或 Keil 等。
编写控制程序，实现超声波的发射和接收，并计算距离。
通过串口将测量的距离数据发送到电脑上进行显示。
3、电路焊接与调试如果需要制作永久性的电路，可以将元器件焊接在电路板上。
使用示波器和万用表检查电路的工作状态，确保信号的正常传输。
4、系统测试将制作好的超声波测距仪放置在不同的距离处，测量并记录数据。
分析测量结果的准确性和稳定性，对系统进行优化和改进。
五、遇到的问题及解决方法1、信号干扰在实际测量中，发现测量结果有时会出现较大的误差，经过检查发现是由于周围环境中的电磁干扰导致的。
解决方法是增加滤波电容，提高电路的抗干扰能力。
2、测量范围有限超声波测距仪的测量范围受到传感器性能和环境因素的影响。
为了扩大测量范围，尝试调整发射功率和接收灵敏度，但效果不明显。
最终通过更换性能更好的超声波传感器模块解决了问题。
超声波测距原理
声波简介声波是一种能在气体、液体和固体中传播的机械波。
根据振动频率的不同，可分为次声波、声波、超声波和微波等。
1) 次声波：振动频率低于l6Hz的机械波。
2) 声波：振动频率在16—20KHz之间的机械波，在这个频率范围内能为人耳所闻。
3) 超声波：高于20KHz的机械波。
超声波测距的方法超声波测距的方法有多种，如相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间检测法等。
相位检测法虽然精度高，但检测范围有限; 声波幅值检测法易受反射波的影响。
超声波测距的基本原理超声波发生器在某一时刻发出超声波信号，遇到被测物体后反射回来，被超声波接收器接收到。
只要计算出超声波信号从发射到接收到回波信号的时间，知道在介质中的传播速度，就可以计算出距被测物体的距离：d=s/2=(vt)/2 （1）其中d为被测物到测距仪之间的距离，s为超声波往返通过的路程，v为超声波在介质中的传播速度，t为超声波从发射到接收所用的时间。
超声波在空气中的传播速度为340m/s，则d=s/2=(340t)/2超声波传感器的类别为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。
总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电器方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波，电器方式包括压电型，磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛，液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率，功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
目前较为常用的是压电式超声波发生器。
压电式超声波传感器的原理目前，超声波传感器大致可以分为两类：一类是用电气方式产生的超声波，一类是用机械方式产生的超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
在工程中，目前较为常用的是压电式超声波传感器。
压电式超声波传感器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。
压电式超声波发生器的内部有两个压电晶片和一个共振板。
超声波测距温度补偿计算公式
超声波测距温度补偿计算公式一、超声波测距原理。
超声波测距是通过测量超声波从发射到接收所经历的时间来计算距离的。
其基本公式为：d = (v× t)/(2)，其中d表示距离，v表示超声波在介质中的传播速度，t表示超声波从发射到接收的时间间隔。
二、温度对超声波传播速度的影响。
超声波在空气中的传播速度v与温度T（单位：^∘C）有关，近似的经验公式为：v = 331.4 + 0.6T。
三、温度补偿计算公式推导。
1. 在没有温度补偿时，根据d = (v× t)/(2)，这里的v是在某一默认温度下的速度。
2. 当考虑温度影响时，我们先根据实际温度T计算出此时超声波的传播速度v = 331.4+ 0.6T。
3. 假设在没有温度补偿时计算出的距离为d_0（使用默认速度v_0），即d_0=frac{v_0× t}{2}；在考虑温度补偿后的距离为d，d=((331.4 + 0.6T)× t)/(2)。
4. 我们可以从d_0推导出温度补偿后的距离d的表达式。
- 由d_0=frac{v_0× t}{2}可得t=frac{2d_0}{v_0}。
- 将t=frac{2d_0}{v_0}代入d=((331.4 + 0.6T)× t)/(2)中，得到d=frac{(331.4 + 0.6T)×frac{2d_0}{v_0}}{2}，化简后d = d_0×(331.4 + 0.6T)/(v_0)。
所以，温度补偿计算公式为d = d_0×(331.4 + 0.6T)/(v_0)，其中d_0是未进行温度补偿时计算出的距离，v_0是未考虑温度影响时默认的超声波传播速度，T是实际温度（^∘C）。
超声波测距工作原理
超声波测距工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊超声波测距这神奇的玩意儿！你知道吗，这超声波就像是我们的小侦探，能帮我们测量好多东西呢！你想想看啊，我们的眼睛有时候会被东西挡住，看不到远处的距离，这时候超声波就出马啦！它就像一个超级小英雄，“嗖”地一下飞出去，然后又“嗖”地一下飞回来，告诉我们距离有多远。
这超声波是怎么工作的呢？其实就跟我们玩游戏一样。
它会发出一种我们听不到的声音，然后这个声音就像一个勇敢的探索者，一路向前冲。
碰到东西后呢，它又乖乖地回来，告诉我们它走了多远。
这就好像你扔出一个球，然后根据球回来的时间来判断你扔出去有多远，是不是很有意思？你说这超声波厉不厉害？它可不管是白天还是黑夜，都能认真工作，而且还特别准确呢！它也不会累，不会发脾气，一直都那么靠谱。
比如说，在一些工厂里，工人们就用它来测量东西的大小和距离，这样就能保证生产出来的东西都符合标准啦。
还有啊，在汽车上也有它的身影呢，它能帮助司机知道周围的物体有多远，避免发生碰撞。
你看，这小小的超声波，虽然我们看不见它，但它却在默默地为我们服务呢！就像那些在幕后默默工作的人一样，虽然我们可能不知道他们的名字，但他们的贡献却是实实在在的。
而且哦，它还能在很多其他地方发挥作用呢！比如在水下，它能帮我们测量海底的深度，让我们更了解海洋的奥秘。
想象一下，那深不可测的海底，超声波就像一个勇敢的探险家，不断地探索着。
它真的就像是我们的好朋友，随时准备帮助我们解决距离的难题。
我们可得好好珍惜它，利用它的本领，让我们的生活变得更加方便和安全。
所以啊，朋友们，超声波测距这东西真的太神奇啦！它让我们能做到很多以前做不到的事情，让我们的世界变得更加精彩。
让我们一起为这个小小的超声波点赞吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
远距离超声波测距概论
设计题目：基于AT89S51单片机的超声波水位监测系统摘要采用一种单片机AT89S51控制HC-SR04实现的无线超声波测距系统。
通过简单的无线通信协议，实现可靠性与功耗平衡，该系统能实现对水位距离的检测，是可以实现远程控制的无线超声波测距系统。
低功耗实时性的无线超声波测距是该设计的最大特点。
无线传输采用nRF24L01模块传输，用4位共阳数码管显示测得数据。
关键词: 超声波;无线模块;显示模块AbstractIt uses a single-chip AT89S51 control wireless HC-SR04 ultrasonic ranging system implementation. Simple wireless communication protocol, reliability and power consumption to achieve a balance, the system enables detection of the water level distance can be controlled by a wireless remote ultrasonic ranging system. Low-power wireless real-time ultrasonic distance measurement is the most important feature of the design. Wireless transmission using nRF24L01 transmission module with four common anode digital tube display of the measured data.Keywords: Ultrasound; wireless module; display module目录第1章绪论 (5)第2章系统硬件设计 (8)2.1主控芯片方案 (8)2.1.1电源引脚 (8)2.1.2时钟电路的引脚XTAL1和XTAL2 (8)2.1.3复位RST（9脚） (9)2.1.4输入输出口（I/O口）引脚 (9)2.1.5其它控制或复用引脚 (11)2.2 超声波发射 (11)2.2.1 超声波 (11)2.2.2 HC-SR04特点 (12)2.2.3电气参数 (13)2.2.4超声波时序图 (14)2.3 显示模块 (15)2.3.1 数码管 (15)2.4无线通信模块方案 (16)2.4.1 无线通信芯片 (16)2.4.2 引脚功能及描述 (17)2.4.3 工作模式 (18)2.4.4工作原理 (19)2.4.5 配置字 (21)2.4.6 工作原理 (21)2.5无线模块电源设计 (22)2.5.1电平转换方案 (22)2.6系统方案方框图 (24)第3章系统软件的设计 (24)3.1软件部分总体设计 (24)3.2数据发送模块程序 (25)3.2.1部分主程序 (25)3.2.2中断服务程序 (27)3.2.3无线模块部分子函数 (28)3.3 数据接收模块 (30)3.3.1主函数 (30)3.3.2无线接收模块程序 (30)3.3.3数据显示模块 (32)第4章设计调试与结果 (33)4.1发送端软件设计与调试 (33)4.1.1调试显示部分 (34)4.1.2超声波数据采集 (34)4.1.3 无线传输模块 (34)第5章心得体会 (37)第6章参考文献 (38)参考文献 (38)第1章绪论近年来，随着电子技术和信号处理技术的迅速发展，液位测量仪表中的测量技术也发展很快，经历了由机械式向机电一体化再到自动化的发展过程。
超声波测距原理
超声波测距原理:超声波传感器分机械方式和电气方式两类，它实际上是一种换能器，在发射端它把电能或机械能转换成声能，接收端则反之。
本次设计超声波传感器采用电气方式中的压电式超声波换能器，它是利用压电晶体的谐振来工作的。
它有两个压电晶片和一个共振板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，就成为超声波接收器。
在超声波电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲宽度越大，输出的个数越多，能量越大，所能测的距离也越远。
超声波发射换能器与接收换能器其结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。
超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。
本设计采用往返时间检测法测距。
其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。
测试传输时间可以得出距离。
假定s为被测物体到测距仪之间的距离，测得的时间为t／s，超声波传播速度为v／m·s－1表示，则有关系式s=vt／2 在精度要求较高的情况下，需要考虑温度对超声波传播速度的影响，按式(2)对超声波传播速度加以修正，以减小误差。
v=331．4+0．607T(2)式中，T为实际温度单位为℃，v为超声波在介质中的传播速度单位为m／s。
2 系统总体设计方案本系统由超声波发射、回波信号接收、温度测量、显示和报警、电源等硬件电路部分以及相应的软件部分构成。
系统原理框图，如图1所示。
整个系统由单片机AT89S52控制，超声波传感器采用收发分体式，分别是一支超声波发射换能器TCT40－16T和一支超声波接收换能器TCT40－16R。
超声波信号通过超声波发射换能器发射至空气中，遇被测物反射后回波被超声波接收换能器接收。
超声波测距原理及实践技术
超声波测距原理及实践技术哎呀，说起超声波测距，这玩意儿可真是个神奇的小玩意儿。
你知道吗，我最近在家里搞了个小小的DIY项目，就是用超声波传感器来给我的车库门装个自动开关。
听起来是不是挺酷的？我一开始也是一头雾水，但搞懂了之后，发现这玩意儿其实挺简单的。
首先，咱们得聊聊超声波测距的原理。
你知道蝙蝠怎么在黑夜里飞来飞去，还能避开障碍物吗？对，就是用超声波。
它们发出超声波，然后听回声，这样就能知道前面有没有东西挡路了。
咱们的超声波传感器也是这个原理，只不过是用电子设备来实现的。
我用的是HC-SR04这款传感器，挺便宜的，网上一搜一大堆。
它有两个主要的部件：一个发射器和一个接收器。
发射器会发出一个超声波脉冲，这个脉冲碰到障碍物后就会反射回来，被接收器捕捉到。
传感器计算发出脉冲和接收到回声之间的时间差，就能算出距离了。
具体操作起来，也挺简单的。
我先在传感器的四个引脚上接上电源和数据线，然后连到我的Arduino开发板上。
Arduino是个小电脑，可以编程控制传感器。
我写了个小程序，让传感器每隔一秒钟就测一次距离，然后把结果通过串口打印出来。
记得我第一次测试的时候，我把传感器对准了墙，然后看到Arduino 的串口监视器上显示的距离数字一直在变。
我当时还有点小紧张，心想这玩意儿不会坏了吧。
后来才发现，是我手抖，传感器也跟着晃，所以测出来的距离也在变。
我赶紧把手放稳，结果就稳定了。
我还试了试把传感器对准不同的东西，比如书啊、椅子啊，甚至是我家那只懒洋洋的猫。
每次看到串口监视器上显示的距离数字，我就忍不住想笑，这玩意儿真是太神奇了。
最后，我把传感器装到了车库门上。
现在，只要我的车一靠近，车库门就会自动打开，再也不用我下车去按开关了。
虽然这只是个小改动，但每次看到门自动打开，我都有点小得意，感觉自己像个发明家似的。
总之，超声波测距这玩意儿，听起来挺高大上的，但其实原理挺简单的。
只要你愿意动手试试，就会发现它其实挺有趣的。
超声波测距和测厚的工作原理
超声波测距和测厚的工作原理超声波是指振动频率高于人耳能听到的上限20kHz的机械波。
超声波有很多应用，其中之一就是测距和测厚。
本文将介绍超声波测距和测厚的原理及其应用。
一、超声波的特性超声波是一种机械波，传播速度取决于介质的密度和弹性模量。
在均匀介质中，超声波的传播速度可以用下面的公式表示：v = √(E/ρ)其中，v表示超声波在介质中的传播速度，E表示介质的弹性模量，ρ表示介质的密度。
由于不同介质的密度和弹性模量不同，所以超声波在不同介质中的传播速度也不同。
超声波的频率越高，波长越短，穿透深度越浅。
超声波在介质中传播时，会发生反射、折射和衍射等现象。
这些现象可以被用来测量介质的性质和形态。
二、超声波测距原理超声波测距是利用超声波在介质中传播的特性来测量物体到传感器的距离。
当超声波遇到物体时，一部分能量会被反射回来，另一部分能量则会穿过物体继续传播。
通过测量反射回来的超声波的时间和传播速度，就可以计算出物体到传感器的距离。
超声波测距的原理可以用下面的公式表示：d = 0.5 * v * t其中，d表示物体到传感器的距离，v表示超声波在介质中的传播速度，t表示超声波从传感器发射到被反射回来的时间。
由于超声波的传播速度和时间都是可以测量的，所以可以通过这个公式计算出物体到传感器的距离。
超声波测距可以应用于很多领域，比如机械制造、汽车制造、航空航天等。
在机械制造中，超声波测距可以用来测量零件的尺寸和位置，以确保零件的精度和装配质量。
在汽车制造中，超声波测距可以用来测量车身的厚度和形状，以确保车身的安全性和耐用性。
在航空航天中，超声波测距可以用来测量飞机的结构和引擎的性能，以确保飞机的安全性和运行效率。
三、超声波测厚原理超声波测厚是利用超声波在介质中传播的特性来测量物体的厚度。
当超声波穿过物体时，会发生反射和穿透现象。
通过测量反射回来的超声波的时间和传播速度，就可以计算出物体的厚度。
超声波测厚的原理可以用下面的公式表示：h = (t/2) * v其中，h表示物体的厚度，v表示超声波在介质中的传播速度，t表示超声波从传感器发射到被反射回来的时间。
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长 沙 学 院
《单片机原理及应用》 课程设计说明书
题目 超声波测距离 系(部) 电子信息与通信工程 专业(班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期
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长沙学院课程设计鉴定表 姓名 学号 专业 班级 设计题目 指导教师 指导教师意见：
评定成绩： 教师签名： 日期： 答辩小组意见：
评定成绩： 答辩小组长签名： 日期： 教研室意见：
最终评定等级： 教研室主任签名： 日期： 说明 课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。 3
目录 一、超声波测距原理 ................................................................................................................................................4 二、系统硬件电路设计 ............................................................................................................................................4 1 、超声波发射电路 ......................................................................................................................................5 2、超声波接收电路 ........................................................................................................................................5 三、软件程序设计 ..................................................................................................................................................6 四、具体程序 ..........................................................................................................................................................8 结束语 ....................................................................................................................................................................13 参考文献 ..................................................................................................................................................................13 4
正文 一、超声波测距原理 超声波测距原理是通过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时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。超声波在空气中的传播速度为v ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S ,即: S = v·△t /2 ①这就是所谓的时间差测距法。 由于超声波也是一种声波, 其声速C与温度有关,
已知现场环境温度T 时, 超声波传播速度V 的计算公式为： v = 331.45 + 0.607T ②
二、系统硬件电路设计
超声波测距仪系统框图 5
基于单片机的超声波测距仪框图如图2所示。该系统由单片机定时器产生40KHZ的频率信号、超声波传感器、接收处理电路和显示电路等构成。单片机是整个系统的核心部件，它协调和控制各部分电路的工作。工作过程：开机，单片机复位，然后控制程序使单片机输出载波为40kHz的10个脉冲信号加到超声波传感器上，使超声波发射器发射超声波。当第一个超声波脉冲群发射结束后，单片机片内计数器开始计数,在检测到第一个回波脉冲的瞬间,计数器停止计数，这样就得到了从发射到接收的时间差△t;根据公式①、②计算出被测距离,由显示装置显示出来。下面分别介绍各部分电路：
1 、超声波发射电路 超声波发射电路如图3所示，89C51通过外部引脚P1.0 输出脉冲宽度为250μs , 40kHz的10个脉冲串通过超声波驱动电路以推挽方式加到超声波传感器而发射出超声波。由于超声波的传播距离与它的振幅成正比,为了使测距范围足够远,可对振荡信号进行功率放大后再加在超声波传感器上。
超声波传感器，是超声波测距系统中的重要器件。利用逆压电效应将加在其上的电信号转换为超声机械波向外辐射; 利用压电效应可以将作用在它上面的机械振动转换为相应的电信号, 从而起到能量转换的作用。
超声波发生器T是一个超声频电子振荡器, 当把振荡器产生的超声频电压加到超声换能器的压电陶瓷上时, 压电陶瓷组件就在电场作用下产生纵向振动。压电组件在超声振荡时, 仿佛是一个小活塞, 其振幅很小, 约为(1～ 10. 2) Lm,但这种振动加速度很大, 约(10～ 103 ) g n , 于是把电磁振荡能量转化为振动能量, 这种巨大的超声波能量, 沿着特定方向传播出来。其关键技术是使超声波波束变细, 除待测物外不受其它构造物的影响。超声传感器是产生超声波必需的能量转换装置, 它把超声电磁振荡的能量转换为声波。.通过上述超声换能结构, 配以适当的收发电路, 可以使超声能量的定向传输, 并按预期接收反射波,实现超声遥控、测距、防盗等检测功能 。
2、超声波接收电路 超声波接收及信号处理电路是此系统设计和调试的一个难点。超声波接收器接收反射的超声波转换为40KHz毫伏级的电压信号,需要经过放大、处理、用于触发单片机中断INT0。一方面传感器输出信号微弱，同时根据反射条件不同信号大小变化较大,需要放大倍数大约为100到5000倍,另一方面传感器输出阻抗较大,这就需要高输入阻抗的多级放大电路,这就会引入两个问题:高输入阻抗容易接收干扰信号,同时多级放大电路容易自激振荡。参考各种资料最后选用了SONY公司的专用集成前置放大器CX20106达到了比较好的效果。
CX20106由:前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器、整型电路组成。其中的前置放大器具有自动增益控制功能，可以保证在超声波传感器接收较远反射信号输出微弱电压时放大器有较高的增益,在近距离输入信号强时放大器不会过载。其带通滤波器中心频率可由芯片脚5的外接电阻调节。其主要指标:单电源5V供电，电压增益77 - 79DB , 输入阻抗27 KΩ , 滤波器中心频率30 K- 60 KHz。功能可描述为: 在接收到与滤波器中心频率相符的信号时,其输出脚7脚输出低电平。芯片中的带通滤波器、积分器等使得它抗干扰能力很强。
CX20106采用8脚单列直插式塑料封装，内部结构框图如图4。超声波接收器能将接受到的发射电路所发射 6
的红外光信号转换成数十伏至数百伏的电信号，送到CX20106的①脚，CX20106的总放大增益约为80dB，以确保其⑦脚输出的控制脉冲序列信号幅度在3.5~5V 范内。总增益大小由②脚外接的R1、C1决定，R1越小或C1越大，增益越高。C1取值过大时将造成频率响应变差，通常取为1uf。C2为检波电容，一般取3.3uf。CX20106 采用峰值检波方式，当C2容量较大时将变成平均值检波，瞬态响应灵敏度会变低，C2较小时虽然仍为峰值检波，且瞬态响应灵敏度很高，但检波输出脉冲宽度会发生较大变动，容易造成解调出错而产生误操作。R2为带通滤波器中心频率f0的外部电阻，改变R2阻值，可改变载波信号的接受频率，当f0偏离载波频率时，放大增益会显著下降，C3为积分电容，一般取330pf，取值过大，虽然可使抗干扰能力增强，但也会使输出编码脉冲的低电平持续时间增长，造成遥控距离变短。⑦脚为输出端，CX20106 处理后的脉冲信号由⑦脚输出给单片机处理从而获得显示输出。
三、软件程序设计 本系统采用模块化设计，由主程序、发射子程序、接收子程序、定时子程序、显示子程序等模块组成，图8为程序流程图。该系统的主程序处于键控循环工作方式，当按下测量键时，主程序开始调用发射子程序、查询接收子程序、定时子程序，并把测量结果用显示子程序在数码显示器上显示出来
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8
四、具体程序
#include #include /*定义数据类型*/ #define uint unsigned int #define uchar unsigned char /*定义系统常数*/
long int time; /* 时间 */ bit CLflag; /* 测量标志 */ char cshu; /* 串数 */ #define T12us (256-12) /*定时器设初值 T=（256-T12us）*12/12MHZ */ /*定义功能位,串口用于显示 */ sbit VOLCK=P1.0; /* 发射 */ sbit MING=P3.2; /* 外部中断0检测接收信号 */ char idata disp[9]; /* 显示数据 */ char idata number[9]; /* 显示数据 */ char code table[] ={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09}; /* 码表 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 */