CN201837720U - 基于单片机控制的超声波测距装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于单片机控制的超声波测距装置，包括超声波发射电路、回波信号接收电路、单片机控制电路、测温电路、数据显示电路、报警电路，由超声波发射电路通过超声波发射传感器发射超声波，超声波在空气中传播至障碍物后发生反射，反射的回波经空气传播到超声波接收传感器，超声波接收传感器传输到回波信号接收电路转换成电信号，输入到单片机控制电路，由测温电路传输到单片机控制电路测量超声波的传播速度，单片机控制电路输出数据显示电路和报警电路，该装置以单片机系统为核心，利用以超声波测距原理算出汽车与障碍物之间的距离，显示系统显示数据，使驾驶者无论是白天还是夜晚都能实现安全倒车，增加了倒车的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车电子领域，特别是涉及一种基于单片机控制的超声波测距装置。
背景技术
随着我国汽车产业的高速发展，近两三年我国开始进入私家车时代，交通事故发生的频率也在增加，为提高汽车运行的安全性，倒车超声波测距不仅深受驾驶员的青睐，也逐渐成为汽车电子产业中新的增长点。尤其是近两年来，处在我国汽车电子行业环境的繁荣背景下已渐渐形成一个较大的行业，而且已呈现出一派激烈竞争的态势。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种以单片机为控制核心，利用超声波回声测距并显示数据的基于单片机控制的超声波测距装置。
本实用新型所采用的技术方案是这样的：一种基于单片机控制的超声波测距装置，包括超声波发射电路、回波信号接收电路、单片机控制电路、测温电路、数据显示电路、报警电路，由超声波发射电路通过超声波发射传感器发射超声波，超声波在空气中传播至障碍物后发生反射，反射的回波经空气传播到超声波接收传感器，超声波接收传感器传输到回波信号接收电路转换成电信号，输送到单片机控制电路，由测温电路传输到单片机控制电路测量超声波的传播速度，单片机控制电路输出数据显示电路和报警电路。
所述单片机控制电路采用AT89S52单片机，AT89S52单片机的P10-P13 串口连接超声波发射电路控制超声波发射，P14-P17串口连接回波信号接收电路，T0引脚为信号输出，其第18脚和第19脚为单片机自身的11.0592MHz晶振，第9个引脚是复位信号，P17引脚输出报警信号，P16接温度传感器TEMP，测量温度，实时计算出距离；P0.0-P0.7引脚对应液晶显示屏的DB0-DB7，控制液晶屏的写入字符，TXD引脚控制写入下载程序，RD引脚连接蜂鸣器WARN，当距离达到限定值就启动蜂鸣器，开始鸣叫报警。
所述超声波发射传感器由时基电路555集成块和外围电路产生，然后送至三极管Q1放大，再经变压器T1阻抗匹配后，产生发出40kHz的脉冲超声波。
所述回波信号接收电路产生的信号经过放大整形电路LM567产生一个负脉冲信号使AT89S52单片机产生中断，在接收端连接C945三极管，并经集成放大器NE5532放大器放大。
所述单片机控制电路的COM口通过一个DB-9型连接器连接MAX2332串行通信口，实现与PC机串行数据通信。
通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：该超声波测距装置以单片机系统为核心，利用以超声波测距原理来算出汽车与障碍物之间的距离，其数据传入单片机，与单片机中设定的数据作对比，做出是否报警，同时显示系统显示数据，使驾驶者无论是白天还是夜晚都能实现安全倒车，增加了倒车的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的方框结构图；
图2是本实用新型实施例的AT89S52单片机管脚图；
图3是本实用新型实施例的超声波发射电路图；
图4是本实用新型实施例的回波信号接收电路图；
图5是本实用新型实施例的单片机与PC通信连接图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
如图1所示，一种基于单片机控制的超声波测距装置，包括超声波发射电路1、回波信号接收电路2、单片机控制电路3、测温电路4、数据显示电路5、报警电路6，由超声波发射电路1通过超声波发射传感器11发射超声波，超声波在空气中传播至障碍物7后发生反射，反射的回波经空气传播到超声波接收传感器21，超声波接收传感器21传输到回波信号接收电路2转换成电信号，输送到单片机控制电路3，由测温电路4传输到单片机控制电路3测量超声波的传播速度，单片机控制电路3输出数据显示电路5和报警电路6。
如图2所示，所述单片机控制电路3采用AT89S52单片机，AT89S52单片机在高温环境中稳定性好，支持在线编程ISP，无需专用的编程器，方便调试AT89S52单片机对很多嵌入式控制应用提供了一个高灵活有效的解决方案。它的作用是形成用于产生超声波的40KHz信号、形成必要的时序、控制LCD字符的显示、控制继电器通断以及对采集到的数据进行运算。AT89S52单片机的P10-P13串口连接超声波发射电路1控制超声波发射，P14-P17串口连接回波信号接收电路2，T0引脚为信号输出供超声波传感器产生40KHz共振频率的信号，使超声波产生共振；其第18脚和第19脚为单片机自身的11.0592MHz晶振；第9个引脚是复位信号：P17引脚输出报 警信号；P16接温度传感器TEMP，测量温度，实时计算出距离；P0.0-P0.7引脚对应液晶显示屏的DB0-DB7，控制液晶屏的写入字符；TXD引脚控制写入下载程序；RD接蜂鸣器的WARN，当距离达到限定值就启动蜂鸣器，开始鸣叫报警，以提醒驾驶员注意倒车情况。
如图3所示，所述超声波发射传感器11由时基电路555集成块和外围电路产生，然后送至三极管Q1放大，再经变压器T1(变压器输入输出比为1∶10)阻抗匹配后，发出一系列的脉冲群，每一个脉冲群持续时间大约为0.15ms左右，驱动超声波发射头，发射换能器两端输出高电压，内部的压电晶片开始震动，产生发出40kHz的脉冲超声波。
如图4所示，当超声波遇到障碍物时就会产生反射波，反射波返回到超声波传感器上，尽管发射部分的脉冲电压比较高，但是由回波引起接收压电晶片产生的射频电压幅度近距离有几毫伏，远距离还不到几毫伏，由于在远的情况的回值的距离较小，波很弱，因而转换为电信号的幅度小，为此要求将信号放大，而且此时的信号要求将信号放大6000倍左右。回波信号接收电路2产生的信号经过放大整形电路LM567产生一个负脉冲信号使AT89S52单片机产生中断，在接收端连接C945三极管，并经集成放大器NE5532放大器放大。
如图5所示，串行通信是数据通信的主要方式之一，由于其连线少、成本低，再加上有调制解调功能因而特别适合于距离较远而且通信点较多的场合，80C52单片机中的串行口是一个全双工的异步串行通信接口，可以同时进行接收和发送数据。在微型计算机中一般都有1-2个标准RS-232C串行通信口，利用这些串行口实现PC机与单片机串行数据通信，单片机控 制电路3的COM口通过一个DB-9型连接器连接MAX2332串行通信口，实现与PC机串行数据通信。在电气性能方面，RS-232C串行通信接口标准采用负逻辑，逻辑1电平在一5～15V范围内，逻辑0电平在+5～+15V范围内，RS-232C串行通信接口能够识别低至+3V的信号作为逻辑0，能够识别高至一3V的信号作为逻辑1。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种基于单片机控制的超声波测距装置，其特征在于：包括超声波发射电路(1)、回波信号接收电路(2)、单片机控制电路(3)、测温电路(4)、数据显示电路(5)、报警电路(6)，由超声波发射电路(1)通过超声波发射传感器(11)发射超声波，超声波在空气中传播至障碍物(7)后发生反射，反射的回波经空气传播到超声波接收传感器(21)，超声波接收传感器(21)传输到回波信号接收电路(2)转换成电信号，输送到单片机控制电路(3)，由测温电路(4)传输到单片机控制电路(3)测量超声波的传播速度，单片机控制电路(3)输出数据显示电路(5)和报警电路(6)；所述单片机控制电路(3)采用AT89S52单片机，AT89S52单片机的P10-P13串口连接超声波发射电路(1)控制超声波发射，P14-P17串口连接回波信号接收电路(2)，T0引脚为信号输出，其第18脚和第19脚为单片机自身的11.0592MHz晶振，第9个引脚是复位信号，P17引脚输出报警信号，P16接温度传感器TEMP，测量温度，实时计算出距离；P0.0-P0.7引脚对应液晶显示屏的DB0-DB7，控制液晶屏的写入字符，TXD引脚控制写入下载程序，RD引脚连接蜂鸣器WARN，当距离达到限定值就启动蜂鸣器，开始鸣叫报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的超声波测距装置，其特征在于：所述超声波发射传感器(11)由时基电路555集成块和外围电路产生，然后送至三极管Q1放大，再经变压器T1阻抗匹配后，产生发出40kHz的脉冲超声波。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的超声波测距装置，所述回波信号接收电路(2)产生的信号经过放大整形电路LM567产生一个负脉冲信号使AT89S52单片机产生中断，在接收端连接C945三极管， 并经集成放大器NE5532放大器放大。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机控制的超声波测距装置，其特征在于：所述单片机控制电路(3)的COM口通过一个DB-9型连接器连接MAX2332串行通信口，实现与PC机串行数据通信。
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