CN205120963U - 基于单片机的超声波测距装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于单片机的超声波测距装置，包括单片机控制器、按键输入模块、超声波发射模块、超声波接收模块、警报模块、显示模块及温度检测模块；按键输入模块、超声波发射模块、超声波接收模块、警报模块、显示模块及温度检测模块均与单片机控制器相连接；所述单片机控制器采用AT89S52单片机，所述超声波发射模块包括三极管放大电路及连接在三极管放大电路输出端的由两个输出接到一起的非门SN74F04构成的振荡器发送电路，AT89S52单片机的P2.6端口连接三极管放大电路的输入端。本实用新型的超声波测距装置精度高、功耗低、模块简单、稳定性高；采用标准化模块组成各个信息处理部分，实现模块化。本实用新型可用于汽车倒车，具有占用空间小，成本低、可靠性好等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声波测量装置技术领域，具体的说，是涉及一种基于单片机的超声波测距装置。
背景技术
在人们的日常生活中，有许多场合需要检测距离的装置，利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单，因此超声波测量距离技术在工业控制、勘探测量、机器人定位和安全防范等领域得到了广泛的应用。现在由于汽车的增多，安全问题是值得关注的，但现有的汽车防撞装置大多功能单一，测量精度差，稳定性差，难以满足人们的需求。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于单片机的超声波测距装置，可用来解决汽车防撞装置在由于后方汽车或障碍物看不到情况下的技术问题，当汽车与后方障碍物的距离小于安全距离时，会发出报警提示，避免交通事故的发生。
本实用新型的技术方案是：
一种基于单片机的超声波测距装置，包括单片机控制器、按键输入模块、超声波发射模块、超声波接收模块、警报模块、显示模块及温度检测模块；按键输入模块、超声波发射模块、超声波接收模块、警报模块、显示模块及温度检测模块均与单片机控制器相连接；所述单片机控制器采用AT89S52单片机，所述按键输入模块采用按键S2，按键S2连接AT89S52单片机的P1.0端口；所述超声波发射模块包括三极管放大电路及连接在三极管放大电路输出端的由两个输出接到一起的非门SN74F04构成的振荡器发送电路，AT89S52单片机的P2.6端口连接三极管放大电路的输入端。
优选的，所述超声波接收模块采用红外接收检波芯片CX20106A，超声波接收电路的输出端连接AT89S52单片机的P2.5端口。
优选的，所述警报模块采用蜂鸣器电路，蜂鸣器电路的输出端连接AT89S52单片机的P3.7端口。
优选的，所述显示模块采用YB1602液晶屏，AT89S52单片机的P0.0~P0.7端口分别连接YB1602液晶屏的D0~D7端口，P2.0~P2.2端口分别连接YB1602液晶屏的RS、RW、E端口。
优选的，所述温度检测模块采用DS18B20温度传感器，DS18B20温度传感器的输出端连接AT89S52单片机的P2.7端口。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的超声波测距装置精度高、功耗低、模块简单、稳定性高；采用标准化模块组成各个信息处理部分，实现模块化。本超声波测距装置可用于汽车倒车，本装置测距时与被测物体无直接接触，能清晰稳定地显示测量结果，并且具有占用空间小，成本低、可靠性好等优点。
附图说明
图1是本实用新型的系统流程图；
图2是本实用新型的总体框体；
图3是本实用新型的AT89S52单片机最小系统图；
图4是本实用新型的按键输入模块电路图；
图5是本实用新型的超声波发射模块电路图；
图6是本实用新型的超声波接收模块电路图；
图7是本实用新型的警报模块电路图；
图8是本实用新型的显示模块电路图；
图9是本实用新型的温度检测模块电路图。
具体实施方式
下面结合附图1-9对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
本实用新型基于单片机的超声波测距装置包括AT89S52单片机、按键输入模块、超声波发射模块、超声波接收模块、警报模块、显示模块及温度检测模块，AT89S52单片机的外围设有必要的电源电路、时钟电路及复位电路，AT89S52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flash存储器，采用12MHz高精度的晶振，来获得稳定的时钟频率，减小测量的误差；AT89S52单片机的P1.0端口输出40kHz方波信号，利用外中断0检测接收返回的超声波信号；AT89S52单片机通过P1.0来启动测量，程序中通过查询P1.0的电平来检测是否按键S2被按下，当按下按键S2时P1.0为低电平，警报模块的蜂鸣器发出警报，AT89S52单片机通过查询到低电平开始测量距离，当松开按键S2，P1.0即为高电平，在软件中通过软件延时来消除按键的机械抖动。
蜂鸣器是一块压电晶片，在其两端加上3~5V的直流电压，就能产生3KHz的蜂鸣声。通过AT89S52单片机产生3KHz的信号从P3.7端口送到三极管的基极，控制电压加到蜂鸣器上，驱动蜂鸣器发出声音。
超声波发射模块包括三极管放大电路及连接在三极管放大电路输出端的由两个输出接到一起的非门SN74F04构成的振荡器发送电路，AT89S52单片机的P2.6端口连接三极管放大电路的输入端。AT89S52单片机输出40kHz方波信号至超声波发射模块，用非门74LS04构成的电路简单，调试容易，很容易通过软件控制，把两个非门74LS04的输出接到一起的目的是为了提高其吸入电流，使电路驱动能力提高，AT89S52单片机输出40kHz方波信号，经过放大后驱动发射探头产生超声波，当输入的信号为高电平时，上面经过两级反向非门74LS04的1引脚为高电平，下面经过一级反向后为低电平；当输入信号为低电平时，正好相反，实现了振荡的信号驱动非门74LS04，只要控制信号接近40KHz，就能产生超声波。
超声波接收模块采用红外接收检波芯片CX20106A，红外接收检波芯片CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器，考虑到红外遥控常用的载波频率38kHz与测距的超声波频率40kHz较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路，实验证明用CX20106A接收超声波(无信号时输出高电平)，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当更改电容C41的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。LS2为超声波接收头。
显示模块采用YB1602液晶屏，AT89S52单片机的P0.0~P0.7端口分别连接YB1602液晶屏的D0~D7端口，P2.0~P2.2端口分别连接YB1602液晶屏的RS、RW、E端口。
考虑到温度变化对超声波的影响，增加温度检测模块，以使检测更加精确，温度的采集使用DS18B20一线式数字温度传感器，电路非常简洁，DS18B20温度传感器的输出端连接AT89S52单片机的P2.7端口。
本实用新型的原理为超声波测距装置在某一时刻发出一个超声波信号，当这个超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波测距装置所接收到。这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间，就可算出超声波测距装置与反射物体的距离。在启动发射电路的同时启动AT89S52单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在INT0端口产生一个中断请求信号，AT89S52单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。
以上所述，仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的任何形式上的限制，凡是根据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种基于单片机的超声波测距装置，其特征在于，包括单片机控制器、按键输入模块、超声波发射模块、超声波接收模块、警报模块、显示模块及温度检测模块；按键输入模块、超声波发射模块、超声波接收模块、警报模块、显示模块及温度检测模块均与单片机控制器相连接；所述单片机控制器采用AT89S52单片机，所述按键输入模块采用按键S2，按键S2连接AT89S52单片机的P1.0端口；所述超声波发射模块包括三极管放大电路及连接在三极管放大电路输出端的由两个输出接到一起的非门SN74F04构成的振荡器发送电路，AT89S52单片机的P2.6端口连接三极管放大电路的输入端。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波测距装置，其特征在于，所述超声波接收模块采用红外接收检波芯片CX20106A，超声波接收电路的输出端连接AT89S52单片机的P2.5端口。
3.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波测距装置，其特征在于，所述警报模块采用蜂鸣器电路，蜂鸣器电路的输出端连接AT89S52单片机的P3.7端口。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波测距装置，其特征在于，所述显示模块采用YB1602液晶屏，AT89S52单片机的P0.0~P0.7端口分别连接YB1602液晶屏的D0~D7端口，P2.0~P2.2端口分别连接YB1602液晶屏的RS、RW、E端口。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的超声波测距装置，其特征在于，所述温度检测模块采用DS18B20温度传感器，DS18B20温度传感器的输出端连接AT89S52单片机的P2.7端口。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113467290A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-10-01 | 江苏信息职业技术学院 | 一种基于stm32的超声波测距教学小车控制系统 |
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