CN205427188U - 基于单片机的超声波测距仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于单片机的超声波测距仪，包括外壳、固定卡座，所述外壳可拆卸安装于固定卡座上；所述外壳内设置有PCB板与电池，所述PCB板上包含控制电路；所述外壳上设置有超声波发送探头、超声波接收探头、温度传感器、LCD液晶显示屏、按键，所述超声波发送探头、超声波接收探头、温度传感器、LCD液晶显示屏、按键均与控制电路相连接。本实用新型的测距仪结构简单，拆装方便，成本低，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种测距仪，尤其涉及了一种基于单片机的超声波测距仪。
背景技术
测量工具在建筑装饰、房产评估、机械安装、农田水利、公路交通、矿山隧道以及园林规划等场合应用非常广泛，但是有一部分还是用比较传统的测量工具——卷尺。用卷尺的测量存在的不足在于：测量较高的高度时要借助梯子等其他辅助工具才能测量，增加了工作量，测量河渠等宽度大的地方比较困难，而测量长度、面积、体积等测量时间长，又需要计算器等辅助工具进行计算，浪费人力、物力。现有技术中的其他测距工具，结构复杂，制作成本高，体积大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种基于单片机的超声波测距仪，测量简单、方便、快捷、准确，成本低。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于单片机的超声波测距仪，包括外壳、固定卡座，所述外壳可拆卸安装于固定卡座上；所述外壳内设置有PCB板与电池，所述PCB板上包含控制电路；所述外壳上设置有超声波发送探头、超声波接收探头、温度传感器、LCD液晶显示屏、按键，所述超声波发送探头、超声波接收探头、温度传感器、LCD液晶显示屏、按键均与控制电路相连接。
作为一种优选方案，所述固定卡座包括固定座、卡环、伸缩固定针，所述固定座的两侧设置有按钮；所述卡环设置于固定座的上表面，且卡环的中间部位具有一延伸的钩状部；所述伸缩固定针与按钮相连接，并设置于固定座的下表面。
作为一种优选方案，所述控制电路包括单片机以及与单片机相连接的复位电路、时钟电路、按键电路、蜂鸣器电路、超声波发送电路、超声波接收电路、温度采集电路、LCD显示电路、电源电路。
作为一种优选方案，所述单片机的型号为AT89S52。
作为一种优选方案，所述超声波发送探头的型号为CSB40T。
作为一种优选方案，所述超声波接收探头的型号为CSB40R。
作为一种优选方案，所述温度传感器的型号为DS18B20。
作为一种优选方案，所述LCD液晶显示屏的型号为YB1602。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的测距仪结构简单，拆装方便，成本低，精度高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中固定卡座的正面结构示意图；
图3是本发明中固定卡座的背面结构示意图；
图4是本发明的控制电路的原理框图；
图5是本发明中单片机的电路原理图；
图6是本发明中复位电路的原理图；
图7是本发明中时钟电路的原理图；
图8是本发明中按键电路的原理图；
图9是本发明中蜂鸣器电路的原理图；
图10是本发明中超声波发送电路的原理图；
图11是本发明中超声波接收电路的原理图；
图12是本发明中温度采集电路的原理图；
图13是本发明中LCD显示电路的原理图；
图14是本发明中电源电路的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例：
如图1所示，一种基于单片机的超声波测距仪，包括外壳1、固定卡座2，所述外壳1可拆卸安装于固定卡座2上；所述外壳1内设置有PCB板与电池，所述PCB板上包含控制电路；所述外壳1上设置有超声波发送探头11、超声波接收探头12、温度传感器13、LCD液晶显示屏14、按键，所述超声波发送探头11、超声波接收探头12、温度传感器13、LCD液晶显示屏14、按键均与控制电路相连接；所述按键包括启动按键S2与复位按键S1。
如图2、图3所示，所述固定卡座2包括固定座21、卡环22、伸缩固定针23，所述固定座21的两侧设置有按钮24；所述卡环22设置于固定座21的上表面，且卡环22的中间部位具有一延伸的钩状部25；所述伸缩固定针23与按钮24相连接，并设置于固定座21的下表面；当需要将本发明的测距仪固定在木材、塑料凳非刚性材料物体上时，可按下按钮24将伸缩固定针23顶出并压入所述非刚性材料物体中，不用时可使伸缩固定针23缩回固定座21中，本发明的测距仪可以安装在所述固定卡座2上使用，也可以单独使用，拆装方便。
如图4所示，所述控制电路包括单片机31以及与单片机31相连接的复位电路32、时钟电路33、按键电路34、蜂鸣器电路35、超声波发送电路36、超声波接收电路37、温度采集电路38、LCD显示电路39、电源电路30。
如图5所示，所述单片机的型号为AT89S52，其中P0口用来送显示信号给LCD显示电路39，P2.0~P2.2送命令到LCD显示电路39控制LCD液晶显示屏14的显示方式；P2.7为温度传感器13的数据采集端，接温度采集电路38；P1.0接按键电路34。
如图6所示为所述复位电路32的原理图，单片机31在RESET端加一个大于20ms正脉冲即可实现复位，在上电的瞬间，RESET与电源电压同电位，随着电容C6的电压逐渐上升，RESET电位下降，于是在RESET形成一个正脉冲，当人按下复位按键S1时，使电容C6通过R1迅速放电，待复位按键S1弹起后，电容C6再次充电，实现手动复位。
如图7所示为所述时钟电路33的原理图，当使用单片机31的内部时钟电路33时，单片机31的XATL1和XATL2用来接石英晶体和微调电容，晶体一般可以选择3M~24M，电容C9、电容C10选择30pF左右，本实施例中选择的晶振为12MHz，电容33pF。
如图8所示为所述按键电路34的原理图，通过单片机31的P1.0来启动测量，当按下启动按键S2时P1.0为低电平，单片机31通过查询到低电平开始测量距离，当松开启动按键S2，P1.0即为高电平。
如图9所示为所述蜂鸣器电路35的原理图，通过一只蜂鸣器来提示用户启动按键S2后单片机31开始测距，在蜂鸣器两端加上3~5V的直流电压，就能产生3KHz的蜂鸣声，该3KHz的信号从单片机31的P3.7口送到三极管Q3的基极，控制着电压加到蜂鸣器上驱动蜂鸣器发出声音。
如图10所示为所述超声波发送电路36的原理图，所述超声波发送探头的型号为CSB40T；当输入的信号为高电平时，上面经过两级反向的超声波发送探头CSB40T的1引脚为高电平，下面经过一级反向的超声波发送探头CSB40T的2引脚为低电平；当输入信号为低电平时，正好相反，实现了振荡的信号驱动超声波发送探头CSB40T，只要控制信号接近40KHz，就能产生超声波。
如图11所示为所述超声波接收电路37的原理图，所述超声波接收探头的型号为CSB40R，实施时使用接收检波芯片CX20106A集成电路对超声波接收探头收到的信号进行放大、滤波，其总放大增益80db，接收检波芯片CX20106A的引脚注释：1脚为超声信号输入端，该脚的输入阻抗约为40kΩ；2脚与地之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性，增大电阻R4或减小电容C4，将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大，但电容C4的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，选用参数为电阻R4=4.7Ω，电容C4=1μF；3脚与地之间连接检波电容C3，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低，若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，参数为3.3μf；4脚接地端；5脚与电源间接入一个电阻R6，用以设置带通滤波器的中心频率f0，阻值越大，中心频率越低；6脚与地之间接一个积分电容C2，标准值为330pF，如果该电容C2取得太大，会使探测距离变短；7脚为遥控命令输出端，它是集电极开路输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻R7到电源端，阻值为22kΩ，没有接收信号时该端输出为高电平，有信号时则产生下降；8脚为电源正极，数值为4.5～5V。
如图12所示为所述温度采集电路38的原理图，所述温度传感器的型号为DS18B20，图中R13为上拉电阻。
如图13所示为所述LCD显示电路39的原理图，所述LCD液晶显示屏的型号为YB1602。
如图14所示为所述电源电路30的原理图，选用LM7805来获得稳定的+5V直流电压，输入电压（<21V）经过LM7805的稳压输出+5V的电压，图中的IN4007为保护LM7805，防止电源极性接反损坏LM7805，滤波电容采用100uF的电解电容C13和104瓷片电容C14并联使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于单片机的超声波测距仪，其特征在于：包括外壳、固定卡座，所述外壳可拆卸安装于固定卡座上；所述外壳内设置有PCB板与电池，所述PCB板上包含控制电路；所述外壳上设置有超声波发送探头、超声波接收探头、温度传感器、LCD液晶显示屏、按键，所述超声波发送探头、超声波接收探头、温度传感器、LCD液晶显示屏、按键均与控制电路相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的超声波测距仪，其特征在于：所述固定卡座包括固定座、卡环、伸缩固定针，所述固定座的两侧设置有按钮；所述卡环设置于固定座的上表面，且卡环的中间部位具有一延伸的钩状部；所述伸缩固定针与按钮相连接，并设置于固定座的下表面。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的超声波测距仪，其特征在于：所述控制电路包括单片机以及与单片机相连接的复位电路、时钟电路、按键电路、蜂鸣器电路、超声波发送电路、超声波接收电路、温度采集电路、LCD显示电路、电源电路。
4.根据权利要求3所述的一种基于单片机的超声波测距仪，其特征在于：所述单片机的型号为AT89S52。
5.根据权利要求3所述的一种基于单片机的超声波测距仪，其特征在于：所述超声波发送探头的型号为CSB40T。
6.根据权利要求5所述的一种基于单片机的超声波测距仪，其特征在于：所述超声波接收探头的型号为CSB40R。
7.根据权利要求3所述的一种基于单片机的超声波测距仪，其特征在于：所述温度传感器的型号为DS18B20。
8.根据权利要求3所述的一种基于单片机的超声波测距仪，其特征在于：所述LCD液晶显示屏的型号为YB1602。
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