基于單片機的超聲波測距儀
(一)發射電路。本系統采用方波調制的脈沖發射電路,即采用單片機的PORTA4口作為IO口,同時外接驅動芯片來提高其輸出電流的驅動能力,保證40KHz的脈沖信號有一定的功率。單片機產生以5個40KHz為一組的脈沖群,加到壓電晶片上能使晶片發出超聲波,當信號為高電平時,發射傳感器兩端就加上了高電壓,內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;當信號為低電平時,發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,這是一款連續時間模擬集成有源濾波器,片內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、結構簡單、參數調整方便和不受運算放大器本身頻率特性影響等優點;由于沒有外接電容,而且是單片結構,因而高頻場合時受分布電容的影響較小。MAX275使用±5V電源,電源電流最大不超過30mA。 本文引用地址:http://www.104case.com/article/173390.htm
(三)LED顯示電路。MAX7219就是一種高性能,低價格的多位LED顯示驅動器,可同時驅動8位共陰極LED或64只獨立的LED發光二極管,其內部具有14*8RAM數字和功能控制寄存器,可方便的對每位數字進行單獨控制,刷新,不需重寫整個顯示器寄存器。如圖5,通信方式采用串行數據方式,可與68HC08系列的任何一種微控制器方便的接口,廣泛應用在條狀圖形顯示器,7段數碼管顯示器,工業控制器顯示模板,面板表與LED矩陣顯示屏等眾多場合。
三、結論
本系統在空氣中測量范圍為0~3m左右,對固體,液體表面均可測量,但要求被測表面比較光滑平坦,確保超聲波能夠被反射回來,并被探頭接收。在實驗中,對8~260cm范圍進行測量,經誤差補償后近距離是最大誤差達30mm。線性度,穩定性和重復性都比較好
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