的传播速度为V,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离。
本系统利用单片机控制超声波的发射和对超声波自发射至接收往返时间的计时。接收电路的输出端接单片机的外部中断源输入口。系统定时发射超声波,在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器,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。当收到超声波的反射波时,接收电路输出端产生一个负跳变,在单片机的外部中断源输入口产生一个中断请求信号,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,计算距离结果输出给LED显示。
利用本测距系统测量,范围应在30cm~200cm内,其最大误差控制在10cm。
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f第3章超声波传感器
为了研究和利用超声波,人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲,超声波发生器可以分为两大类:一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的因有振荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。
在设计超声波测距系统之前,我们首先来了解一下有关超声波传感器方面的知识。在本章里,将介绍超声波传感器的原理和特性,检测方式以及超声波传感系统的构成。
31超声波传感器的原理与特性
311原理
人们可以听到的声音频率为20Hz~20kHz,即为可听声波,超出此频率范围的声音,即20Hz以下的声音称为低频声波,20kHz以上的声音称为超声波,一般说话的频率范围为100Hz~8kHz。
超声波为直线传播方式,频率越高,绕射能力越弱,但反射能力越强,为此利用超声波的这种性质就可以制成超声波传感器。另外,超声波在空气中传播的速度较慢,约为330ms,这就使得超声波传感器使用变得非常简单。
超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可以具有发送和接收声波的双重作用,即为可逆元件。一般市场上出售的超声波传感器有专用型和兼用型,专用型就是发送器用作发送超声波,接收器用作接收超声波;r