CN203930061U - 一种超声波测距装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种超声波测距装置，该装置不受环境天气影响，制作简单方便，带温度补偿功能，测距精度高，成本低，且还设有数码管显示和蜂鸣器报警功能，可以实现良好的人机交互；其包括控制模块，所述控制模块与超声波模块、温度传感器分别双向连接，所述控制模块连接所述显示报警模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及单片机应用技术领域，具体为一种超声波测距装置。
背景技术
测距的方案有很多，主要有激光测距、红外测距、微波雷达测距、超声波测距等，其中，激光测距由于激光的直线性好，所以测量距离和精度高，但是它的成本很高，维护不方便；红外测距虽然价格低廉，容易制造，但是测量距离短精度低；微波雷达测距由于制造难、成本高等原因主要用于军事等领域；超声波测距安全可靠对环境的适应性好，但现有的超声波测距设备测量精度低，设备硬件制造也比较复杂，成本高。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种超声波测距装置，该装置不受环境天气影响，制作简单方便，带温度补偿功能，测距精度高，成本低，且还设有数码管显示和蜂鸣器报警功能，可以实现良好的人机交互。
本实用新型所采用的技术方案是：其特征在于：其包括控制模块，所述控制模块与超声波模块、温度传感器分别双向连接，所述控制模块连接所述显示报警模块；所述控制模块包括单片机U1，所述单片机U1采用型号MC9S12XS128单片机；所述温度传感器采用型号DS18B20温度传感器；所述超声波模块包括超声波传感器U2，所述超声波传感器U2采用型号SRF06传感器；所述显示报警模块包括数码管U3、发光二极管L1、蜂鸣器F1、三极管Q1~Q6、电阻R1~R14，所述数码管U3采用型号3461BS数码管，所述温度传感器的1脚、超声波传感器U2的4脚均接地，所述温度传感器的3脚、超声波传感器U2的1脚均接电源VDD，所述温度传感器的2脚连接所述单片机U1的PM0引脚，所述超声波传感器U2的2、3脚分别对应连接所述单片机U1的PM1、PT0引脚，所述三极管Q1~Q4的发射极相连并接电源VDD，所述三极管Q1~Q4的集电极分别对应接至所述数码管U3的12、9、8、6脚，所述电阻R1~R8的一端分别对应接至所述数码管U3的11、7、4、2、1、10、5、3脚，所述电阻R1~R8的另一端分别对应接至所述单片机U1的PA0~PA7引脚，所述单片机U1的IO（1）~IO（4）引脚分别对应连接所述电阻R9~R12的一端，所述电阻R9~R12的另一端分别对应连接所述三极管Q1~Q4的基极，所述单片机U1的IO（5）、IO（6）引脚分别对应连接所述电阻R13、R14的一端，所述电阻R13、R14的另一端分别对应连接所述三极管Q5、Q6的基极，所述三极管Q5、Q6的发射极相连并接电源VDD，所述三极管Q5的集电极连接所述发光二极管L1的阳极，所述三极管Q6的集电极连接所述蜂鸣器F1的一端，所述发光二极管L1的阴极、蜂鸣器F1的另一端相连并接地。
本实用新型的有益效果是，其不受环境天气影响，单片机U1控制温度传感器获取环境的温度来修正超声波在空气中传播的速度，并控制超声波模块工作，通过其自带的定时器计算超声波模块发送到接收的时间差乘以超声波速度并除以2，从而得到精确的测量距离，同时控制数码管U3工作并将测量距离值显示在数码管U3上，当测量距离值小于某个设定的阈值时，单片机U1控制发光二极管L1闪烁和蜂鸣器F1报警，从而实现人机交互。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是超声波模块和温度传感器的电路连接图；
图3是显示报警模块电路连接图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括控制模块1，控制模块1与超声波模块2、温度传感器3分别双向连接，控制模块1连接显示报警模块4；控制模块1包括单片机U1，单片机U1采用型号MC9S12XS128单片机；温度传感器3采用型号DS18B20温度传感器；超声波模块2包括超声波传感器U2，超声波传感器U2采用型号SRF06传感器；显示报警模块4包括数码管U3、发光二极管L1、蜂鸣器F1、三极管Q1~Q6、电阻R1~R14，数码管U3采用型号3461BS数码管，温度传感器3的1脚、超声波传感器U2的4脚均接地，温度传感器3的3脚、超声波传感器U2的1脚均接电源VDD，温度传感器3的2脚连接单片机U1的PM0引脚，超声波传感器U2的2、3脚分别对应连接单片机U1的PM1、PT0引脚，三极管Q1~Q4的发射极相连并接电源VDD，三极管Q1~Q4的集电极分别对应接至数码管U3的12、9、8、6脚，电阻R1~R8的一端分别对应接至数码管U3的11、7、4、2、1、10、5、3脚，电阻R1~R8的另一端分别对应接至单片机U1的PA0~PA7引脚，单片机U1的IO（1）~IO（4）引脚分别对应连接电阻R9~R12的一端，电阻R9~R12的另一端分别对应连接三极管Q1~Q4的基极，单片机U1的IO（5）、IO（6）引脚分别对应连接电阻R13、R14的一端，电阻R13、R14的另一端分别对应连接三极管Q5、Q6的基极，三极管Q5、Q6的发射极相连并接电源VDD，三极管Q5的集电极连接发光二极管L1的阳极，三极管Q6的集电极连接蜂鸣器F1的一端，发光二极管L1的阴极、蜂鸣器F1的另一端相连并接地。
本实用新型的工作过程是：上电后，单片机U1首先进行系统初始化工作，控制温度传感器3进行环境温度的采集，如果温度变化超过1℃，则根据新的温度计算超声波的传播速度值，单片机U1设置PM1引脚的引脚电平为高电平，维持时间至少10us,然后将PM1引脚置为低电平，并延时500ms时间等待中断，超声波模块2的2脚连接单片机U1的PM1引脚，当超声波模块2的2脚上出现10us以上的高电平信号时，超声波模块2会自动发送8个40KZ的方波，并自动检测是否有信号返回，如果有信号返回则将超声波模块2的3脚的电平被置为高电平，高电平持续的时间为超声波从发射到返回的时间，单片机U1的PT0引脚连接超声波模块的3脚，设置单片机U1的PT0引脚为输入捕捉功能，当PT0引脚出现沿跳变时（上升沿）时单片机U1实时捕捉到该信号并进入到输入捕捉中断程序，在该中断程序中启动新的定时器工作；当PT0引脚再次出现沿跳变时（下降沿）单片机U1又实时捕捉到该信号并再次进入到输入捕捉中断程序，第二次进入该程序时立刻读取定时器的数值，该数值即为超声波传输的时间，将超声波的传输时间乘以速度再除以2就可以得到所测距离，并将该所测距离值显示在数码管U3上，系统设定一个测距报警阈值，当测量距离值小于这个测距报警阈值时，单片机U1的IO（5）、IO（6）引脚周期性地输出高电平，当三极管Q5、Q6的基极出现高电平时，三极管Q5、Q6导通，发光二极管L1闪烁和蜂鸣器F1鸣叫报警；当测量距离值大于等于这个测距报警阈值时，单片机U1的IO（5）、IO（6）引脚输出低电平，三极管Q5、Q6截止，发光二极管L1和蜂鸣器F1停止工作。
Claims (1)
1.一种超声波测距装置，其特征在于：其包括控制模块，所述控制模块与超声波模块、温度传感器分别双向连接，所述控制模块连接显示报警模块；所述控制模块包括单片机U1，所述单片机U1采用型号MC9S12XS128单片机；所述温度传感器采用型号DS18B20温度传感器；所述超声波模块包括超声波传感器U2，所述超声波传感器U2采用型号SRF06传感器；所述显示报警模块包括数码管U3、发光二极管L1、蜂鸣器F1、三极管Q1~Q6、电阻R1~R14，所述数码管U3采用型号3461BS数码管，所述温度传感器的1脚、超声波传感器U2的4脚均接地，所述温度传感器的3脚、超声波传感器U2的1脚均接电源VDD，所述温度传感器的2脚连接所述单片机U1的PM0引脚，所述超声波传感器U2的2、3脚分别对应连接所述单片机U1的PM1、PT0引脚，所述三极管Q1~Q4的发射极相连并接电源VDD，所述三极管Q1~Q4的集电极分别对应接至所述数码管U3的12、9、8、6脚，所述电阻R1~R8的一端分别对应接至所述数码管U3的11、7、4、2、1、10、5、3脚，所述电阻R1~R8的另一端分别对应接至所述单片机U1的PA0~PA7引脚，所述单片机U1的IO（1）~IO（4）引脚分别对应连接所述电阻R9~R12的一端，所述电阻R9~R12的另一端分别对应连接所述三极管Q1~Q4的基极，所述单片机U1的IO（5）、IO（6）引脚分别对应连接所述电阻R13、R14的一端，所述电阻R13、R14的另一端分别对应连接所述三极管Q5、Q6的基极，所述三极管Q5、Q6的发射极相连并接电源VDD，所述三极管Q5的集电极连接所述发光二极管L1的阳极，所述三极管Q6的集电极连接所述蜂鸣器F1的一端，所述发光二极管L1的阴极、蜂鸣器F1的另一端相连并接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN106441175A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 河池学院 | 一种高精度测距机器人 |
| CN108072875A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-05-25 | 李党 | 车辆防碰撞系统 |
| CN109356463A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-02-19 | 四川中移通信技术工程有限公司 | 一种具有断网应急开门功能的锁具系统 |
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2014
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