[發(fā)明專利]基于單片機(jī)的高精度超聲波測(cè)距電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310417652.0
• 申請(qǐng)日: 2013-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104459640A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉錚;林曉丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉錚
• 主分類號(hào): G01S7/282
• 分類號(hào): G01S7/282;G01S7/285
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超聲波領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波測(cè)距電路的改進(jìn)。

背景技術(shù)

為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器。總體上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)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(fā)生器。壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。但是目前使用的方法，在設(shè)計(jì)外圍電路時(shí)，設(shè)計(jì)難度非常大，且設(shè)計(jì)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種外圍電路設(shè)計(jì)難度小且成本低的基于單片機(jī)的高精度超聲波測(cè)距電路。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：超聲波接收模塊通過(guò)信號(hào)放大電路、施密特整形電路、和門(mén)控電路與單片機(jī)相連，單片機(jī)通過(guò)震蕩電路、信號(hào)整形電路與超聲波發(fā)射模塊相連，單片機(jī)還與精確震蕩電路和數(shù)碼顯示相連。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述的單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)。

本發(fā)明有益效果：本發(fā)明以單片機(jī)ATMEL89C2051為核心，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行軟件編程，實(shí)現(xiàn)該單片機(jī)對(duì)其外圍電路的適時(shí)控制，并提供給外圍電路各種所需的信號(hào)，包括頻率振蕩信號(hào)、數(shù)據(jù)處理信號(hào)和譯碼顯示信號(hào)等等，大大簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)難度，同時(shí)更重要的是該種設(shè)計(jì)方案大大節(jié)省了設(shè)計(jì)成本，并且由于是采用軟件編程技術(shù)，所以其移植性能好。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖所示，本發(fā)明包括超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊，超聲波接收模塊通過(guò)信號(hào)放大電路、施密特整形電路、和門(mén)控電路與單片機(jī)相連，單片機(jī)通過(guò)震蕩電路、信號(hào)整形電路與超聲波發(fā)射模塊相連，單片機(jī)還與精確震蕩電路和數(shù)碼顯示相連。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述的單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)。

頻率產(chǎn)生電路。

本電路中共用到了兩個(gè)重要的頻率，為了實(shí)現(xiàn)輸出頻率的精確性，在設(shè)計(jì)時(shí)用到了單片機(jī)，因?yàn)檫@一部分（頻率產(chǎn)生電路）是整個(gè)電路的核心，由單片機(jī)產(chǎn)生的頻率必須準(zhǔn)確，否則測(cè)得的距離顯示會(huì)產(chǎn)生很大誤差，筆者在考慮總體方案時(shí)，也想到用一塊單片集成電路（比如說(shuō)CMOS集成芯片CD4046）來(lái)完成頻率信號(hào)的產(chǎn)生以及分頻工作，也完全可以實(shí)現(xiàn)電路的功能，但是要想實(shí)現(xiàn)高精度要求，難免有些困難，最后還是選擇了用單片機(jī)來(lái)完成頻率的產(chǎn)生工作。關(guān)于上述的這三個(gè)頻率是如何由單片機(jī)產(chǎn)生的，請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)本文的“具體工作原理分析”部分。

信號(hào)篩選電路。

本信號(hào)篩選電路在整個(gè)電路中可以說(shuō)起到非常重要的作用，通過(guò)對(duì)它的適當(dāng)調(diào)整，可以有效地濾除由于外界干擾帶來(lái)的非超聲波信號(hào)進(jìn)入超聲波接收系統(tǒng)，從而大大提高了本電路的抗干擾性。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明所提交的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍。