基于單片機的超聲波測距儀

摘要:隨著檢測技術研究的不斷深入，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的超聲儀能夠具有雙顯及內帶有單板機的微處理功能。本文簡要介紹了基于單片機的超聲波測距儀的主要硬件電路。
關鍵詞:超聲波 設計原理 發射電路 接收電路
傳統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在工業控制、勘探測量、機器人定位等領域得到了廣泛應用。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。本系統選用M68HC08單片機為控制部件。
一、設計原理
當超聲波從空氣中垂直入射到汽油、木材、鋼材時，幾乎產生全反射，這樣，反射回來的回波具有足夠的能量被接收探頭所接收，為超聲波測距創造了可能性。

如圖1所示，超聲波測距原理是通過超聲波發射傳感器向某一方向發射超聲波，在發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，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發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）
二、超聲波測距系統硬件設計總體方案
本系統中選用的探頭是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開發商和生產廠家的歡迎。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307字節的監控ROM，32KB的片內FLASH存儲器和512B RAM，33根通用的I/O引腳，2個16位的雙通道定時器接口模塊，外部中斷，同時具有看門狗監視復位，低電壓極限檢測復位，非法指令檢測復位等，使得應用系統免除了進入死循環的危險。