基于單片機的超聲波測距儀的主要硬件電路

1、    基于單片機的超聲波測距儀的主要硬件電路摘要：實現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導(dǎo)放大器-電容(OTAC)連續(xù)時間型濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計和具體實現(xiàn)，使用外部可編程電路對所設(shè)計濾波器帶寬進行控制，并利用ADS軟件進行電路設(shè)計和仿真驗證。仿真結(jié)果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為126 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于05 dB，采用18 V電源，TSMC 018m CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。關(guān)鍵詞：Butte基于單片機的超聲波測距儀的主要硬件電路本文簡要介紹了基于單片機的超聲波測距儀的

2、主要硬件電路。 隨著檢測技術(shù)研究的不斷深入，對超聲檢測儀器的功能要求越來越高，單數(shù)碼顯示的超聲檢測儀測讀會帶來較大的測試誤差。進一步要求以后生產(chǎn)的超聲儀能夠具有雙顯及內(nèi)帶有單板機的微處理功能。    傳統(tǒng)的測距方式在某些特殊場合存在不可克服的缺陷。如液面測量、井下測量等受到很大的限制。利用超聲波測距可解決這些問題，因此超聲波測距技術(shù)在工業(yè)控制、勘探測量、機器人定位等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。所謂超聲波是指高于20KHZ的機械波，具有強度大、方向性好等特點。本系統(tǒng)選用M68HC08單片機為控制部件。    一、設(shè)

3、計原理    當(dāng)超聲波從空氣中垂直入射到汽油、木材、鋼材時，幾乎產(chǎn)生全反射，這樣，反射回來的回波具有足夠的能量被接收探頭所接收，為超聲波測距創(chuàng)造了可能性。"     如圖1所示，超聲波測距原理是通過超聲波發(fā)射傳感器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就停止計時。常溫下超聲波在空氣中的傳播速度為C=340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(S)，即：s=c*t/2=c*t0（t0就是所謂的渡越時間

4、）    二、超聲波測距系統(tǒng)硬件設(shè)計總體方案    本系統(tǒng)中選用的探頭是40KHz的超聲傳感器，有一支接收傳感器SZW-R40-10P和一支發(fā)射傳感器SZW-S40-12M。    MC68HC908GP32單片機是Motorola公司的第2代8位微控制器，由于其高性價比，非常適用于中小型MCU開發(fā)商和生產(chǎn)廠家的歡迎。這類MCU的指令集非常精簡，容易被用戶掌握。其主要硬件資源有：片內(nèi)307字節(jié)的監(jiān)控ROM，32KB的片內(nèi)FLASH存儲器和512B RAM，33根通用的I/O引

5、腳，2個16位的雙通道定時器接口模塊，外部中斷，同時具有看門狗監(jiān)視復(fù)位，低電壓極限檢測復(fù)位，非法指令檢測復(fù)位等，使得應(yīng)用系統(tǒng)免除了進入死循環(huán)的危險。（一）發(fā)射電路。本系統(tǒng)采用方波調(diào)制的脈沖發(fā)射電路，即采用單片機的PORTA4口作為IO口，同時外接驅(qū)動芯片來提高其輸出電流的驅(qū)動能力，保證40KHz的脈沖信號有一定的功率。單片機產(chǎn)生以5個40KHz為一組的脈沖群，加到壓電晶片上能使晶片發(fā)出超聲波，當(dāng)信號為高電平時，發(fā)射傳感器兩端就加上了高電壓，內(nèi)部的壓電晶片開始振動，此時接收傳感器的兩端可以檢測到有40KHz信號；當(dāng)信號為低電平時，發(fā)射傳感器通過回路放電，此時接收傳感器可以接收到回波信號。    （二）接收前置及帶通放大電路。放大電路共有三級：前置放大器是高阻抗輸入級，高輸入阻抗是為了與傳感器的高阻抗匹配。    課題中的帶通放大器采用了集成濾波器MAX275，這是一款連續(xù)時間模擬集成有源濾波器，片內(nèi)硬件由四個運算放大器及若干電阻電容組成。MAX275組成的濾波器具有外接元件少、結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)調(diào)整方