超声波模块HC-SR04简介以及编程

超声波模块HC-SR04简介以及编程
超声波模块HC-SR04简介以及编程

超声波模块HC-SR04简介以及编程

1、本模块性能稳定,测度距离精确,模块高精度,盲区小。产品应用领域:机器人避障物体测距液位检测公共安防停车场检测。

2、主要技术参数:

1:使用电压:DC---5V

2:静态电流:小于2mA

3:电平输出:高5V

4:电平输出:底0V

5:感应角度:不大于15度

6:探测距离:2cm-450cm

7:高精度可达0.2cm

实物图

接线方式:VCC、trig(控制端)、echo(接收端)、GND

基本工作原理:(1)采用IO口TRIG触发测距,给至少10us的高电平信号;

(2)模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回;(3)有信号返回,通过IO口ECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 本模块使用方法简单,一个控制口发一个10US以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就

可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,即可以达到你移动测量的值

5、操作:初始化时将trig和echo端口都置低,首先向给trig 发送至少10 us的高电平脉冲(模块自动向外发送8个40K的方波),然后等待,捕捉echo 端输出上升沿,捕捉到上升沿的同时,打开定时器开始计时,再次等待捕捉echo 的下降沿,当捕捉到下降沿,读出计时器的时间,这就是超声波在空气中运行的时间,按照测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2 就可以算出超声波到障碍物的距离。

6、下面是飞思卡尔XS128单片机测距的程序:

while(1)

{

PT1AD0_PT1AD00 = 1;//给超声波模块输入高脉冲

PITINTE_PINTE1=1; //打开PIT1定时器

while(!(counter0>=4)); //等待20us

PITINTE_PINTE1=0;counter0 = 0;//关闭定时器,计数清零

PT1AD0_PT1AD00 = 0; //trig管脚拉低

PORTB_PB0 = 0; //指示灯0

while(!(PT1AD0_PT1AD01 == 1)); //等待echo输出上升沿

PORTB_PB1 = 0; //指示灯1

PITINTE_PINTE0=1; //打开PIT0定时器

while(!(PT1AD0_PT1AD01 == 0)); //等待下降沿

distance = counter*17/20; //计算距离,单位CM

PITINTE_PINTE0=0; //关闭定时器

PORTB_PB2 = 0; //指示灯2

PITINTE_PINTE0=1; //打开定时器定时500ms,数码管显示while(!(counter>=10000))

{

Showing(distance); //显示距离,精确1cm

}

PITINTE_PINTE0=0;counter=0; //关闭定时器,清零}

超声波模块程序详解

int Trigpin = 7; //定义模块触发引脚 int Echopin = 5; //定义模块接收引脚 float Distance; //定义距离变量 void setup() { pinMode(Echopin,INPUT) ; pinMode(Trigpin,OUTPUT); Serial.begin(9600);//启动串口功能 } void loop() { Distance = Measurement();//调用测量函数,将采得的值给变量Distance Serial.print(Distance);//在端口输出距离 Serial.println("cm");//输出单位,并换行 delay(2000); } float Measurement() { float distance;//定义一个局部变量 digitalWrite(Trigpin,LOW); //初始化触发引脚 delayMicroseconds(2); digitalWrite(Trigpin,HIGH);//给触发引脚一个信号,使模块发出声波 delayMicroseconds(10); digitalWrite(Trigpin,LOW);//结束声波信号 distance = (pulseIn(Echopin,HIGH)*17)/1000;//计算距离 return distance;//将算得的距离返回给变量distance }

伺服舵机+超声波模块 #include int Trigpin = 7; //定义模块触发引脚 int Echopin = 5; //定义模块接收引脚 float Distance; //定义距离变量 Servo myservo3; void setup() { myservo3.attach(3); pinMode(Echopin,INPUT) ; pinMode(Trigpin,OUTPUT); Serial.begin(9600);//启动串口功能 } void loop() { myservo3.write(0); delay(2000); Distance = Measurement();//调用测量函数,将采得的值给变量Distance Serial.print(Distance);//在端口输出距离 Serial.println("cm");//输出单位,并换行 myservo3.write(90); delay(2000); Distance = Measurement();//调用测量函数,将采得的值给变量Distance Serial.print(Distance);//在端口输出距离 Serial.println("cm");//输出单位,并换行 myservo3.write(178); delay(2000); Distance = Measurement();//调用测量函数,将采得的值给变量Distance Serial.print(Distance);//在端口输出距离 Serial.println("cm");//输出单位,并换行 }

基于51单片机的超声波测距系统

基于51单片机的超声波测距系统 贾源 完成日期:2011年2月22日

目录 一、设计任务和性能指标 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2性能指标 (3) 二、超声波测距原理概述 (4) 2.1超声波传感器 (5) 2.1.1超声波发生器 (5) 2.1.2压电式超声波发生器原理 (5) 2.1.3单片机超声波测距系统构成 (5) 三、设计方案 (6) 3.1AT89C2051单片机 (7) 3.2超声波测距系统构成 (8) 3.2.1超声波测距单片机系统 (9) 图3-1:超声波测距单片机系统 (9) 3.2.2超声波发射、接收电路 (9) 图3-1:超声波测距发送接收单元 (10) 3.2.3显示电路 (10) 四.系统软件设计 (11) 4.1主程序设计 (11) 4.2超声波测距子程序 (12) 4.3超声波测距程序流程图 (13) 4.4超声波测距程子序流程图 (14) 五.调试及性能分析 (14) 5.1调试步骤 (14) 5.2性能分析 (15) 六.心得体会 (15) 参考文献 (16) 附录一超声波测系统原理图 (18) 附录二超声波测系统原理图安装图 (19) 附录三超声波测系统原理图PCB图 (20) 附录四超声波测系统原理图C语言原程序 (21) 参考文献 (26)

一、设计任务和性能指标 1.1设计任务 利用单片机及外围接口电路(键盘接口和显示接口电路)设计制作一个超声波测距仪器,用LED数码管把测距仪距测出的距离显示出来。 要求用Protel 画出系统的电路原理图,印刷电路板,绘出程序流程图,并给出程序清单。 1.2性能指标 距离显示:用三位LED数码管进行显示(单位是CM)。 测距范围:25CM到 250CM之间。误差:1%。

超声波模块实验报告

超声波模块编程控制 实验报告 院、系机械与电气工程学院 专业班级机械125班第五组 姓名李泉军同组人赵凯,徐思琪,郭明开,韦耀辰

实验日期2014 年11 月21 日 一、实验原理 通过超声波发射装置发出超声波,根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。(超声波在空气中的传播速度为340m/s,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(s),即:s=340t/2) 二、超声波工作原理简介 (1) 采用IO口TRIG触发测距,给至少10us的高电平信号; (2)模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回; (3)有信号返回,通过IO口ECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 本模块使用方法简单,一个控制口发一个10US以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,即可以达到你移动测量的值

三、系统硬件电路图及实物照片 超声波测距电路图 显示距离10cm

四、系统软件程序流程图及程序清单

N Y Y Y N N Y Y 程序清单: //晶振9.6MHZ ,默认8分频,计时步距8/9.6=0.833333us #include #include] ‘开始 初始化IO 口,初始化中断(上升沿触发) PB2口激活超声波模块 检测Echo 回响信号 INT0上升沿引发了中断? INT0下降引发了中断? 设为下降沿触发中断,打开定时器(64分频,普通模式) PB1是否为 高电平? PB1是否为低电平? 设为上升沿触发中断, 关闭定时器,读取 TCNT0的值 TCNT0清零 计算距离(单位:厘米) 采用5161BS 数码管串联 显示两位数

超声波测距电路图

超声波测距电路图超声波测距电路原理和制作 由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。为了使移动机器人能自动避障行走,就必须装备测距系统,以使其及时获取距障碍物的距离信息(距离和方向)。本文所介绍的三方向(前、左、右)超声波测距系统,就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。 二、超声波测距原理 1、超声波发生器 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。 2、压电式超声波发生器原理

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。超声波发生器内部结构如图1所示,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固有振荡频率时,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,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。 3、超声波测距原理 超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,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(s),即:s=340t/2 图1 超声波传感器结构 这就是所谓的时间差测距法。< 三、超声波测距系统的电路设计 图2 超声波测距电路原理图 本系统的特点是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,单片机选用8751,经济易用,且片内有4K的ROM,便于编程。电路原理图如图2所示。其中只画出前方测距电路的接线图,左侧和右侧测距电路与前方测距电路相同,故省略之。

超声波测距仪的工作原理2

超声波测距 (程序原理图安装图) 概述 超声波测距学习板,可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0.27~4.00m,测量精度1cm,测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。 超声波测距原理 超声波发生器内部结构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固有振荡频时,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,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波本时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,就成为超声波接收器。在超声探测电路中,发射端得到输出脉冲为一系列方波,其宽度为发射超声的时间间隔,被测物距离越大,脉冲宽度越大,输出脉冲个数与被测距离成正比。超声测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电压,该电压(其幅值基本固定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔t,故被测距离为S=1/2vt。本测量电路采用第二种方案。由于超声波的声速与温度有关,如果温度变化不大,则可认为声速基本不变。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒,由单片机负责计时,单片机使用12.0M晶振,所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。 CJ-3A超声波学习板采用AT89C51或AT89S51单片机,晶振:12M,单片机用P1.0口输出超声波换能器所需的40K方波信号,利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号,显示电路采用简单的4位共阳LED数码管,断码用 74LS244,位码用8550驱动. 超声波测距的算法设计: 超声波在空气中传播速度为每秒钟340米(15℃时)。X2是声波返回的时刻,X1是声波发声的时刻,X2-X1得出的是一个时间差的绝对值,假定X2-X1=0.03S,则有340m×0.03S=10.2m。由于在这10.2m 的时间里,超声波发出到遇到返射物返回的距离,

超声波传感器原理及应用

[日期:2007-06-05] 来源:作者:[字体:大中小] 超声波发射原理是把铁磁材料置于交变磁场中,产生机械振动,发射出超声波。 接收原理是当超声波作用在磁致材料上时,使磁滞材料磁场变化,使线圈产生感应电势输出。 超声波传感器原理与应用 2008-04-18 02:40 超声波传感器原理及应用 信息来源:转载https://www.360docs.net/doc/a710422422.html,发布时间:2008-01-02字号:小中大 关键字:超声波传感器 1、遥控开关超声波遥控开关可控制家用电器及照明灯。采用 2、液位指示及控制器由于超声波在空气中有一定的衰减,则发送到液面及从液面反射回来的信号大小与液位有关,液面位置越高,信号越大;液面越低则信号就小。接收到的信号经BG1、BG2放大,经D1、D2整流成直流电压。当4.7KΩ上的电压超过BG3的导通电压时,有电流流过BG3,电流表有指示,电流大小与液面有关。A点与上图A点相连接。当液位低于设置值时,比较器输出为低电平。BG 不导通,若液位升到规定位置,比较器翻转,输出高电平。BG导通,J吸合,可通过电磁阀将输液开关关闭,以达到控制的目的(高位控制)。 超声波传感器 信息来源:https://www.360docs.net/doc/a710422422.html,/ca.htm发布时间:2007-11-27字号:小中大 关键字:超声波传感器传感器压电陶瓷超声传感器超声波距离传感器 超声波传感器的测距系统设计图

信息来源:中国超声波发布时间:2008-03-17字号:小中大 关键字:超声波传感器 安全避障是移动机器人研究的一个基本问题。障碍物与机器人之间距离的获得是研究安全避障的前提,超声波传感器以其信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现等优点,被广泛用作测距传感器。本超声波测距系统选用了senscomp公司生产的polaroid6500系列超声波距离模块和600系列传感器,微处理器采用了atmel公司的at89c51。本文对此超声波测距系统进行了详细的分析与介绍。 1、超声波传感器及其测距原理 超声波是指频率高于20khz的机械波[1]。为了以超声波作为检测手段,必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。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具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应[1]的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。 超声波测距的原理一般采用渡越时间法tof(timeofflight)[2]。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离,即 1、硬件电路设计 我们设计的超声波测距系统由polaroid600系列传感器、polaroid6500系列超声波距离模块和at89c51单片机构成。

用51单片机设计超声波测距系统的设计原理和电路(附源程序)

基于51单片机的超声波测距仪说明书 引言 超声波测距仪,可使用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。利用超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。 一、性能要求 该超声波测距仪,要求测量范围在0.08-3.00m,测量精度1cm,测量时和被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。 二、工作原理及方案论证 超声波传感器及其测距原理 超声波是指频率高于20KHz的机械波。用超声波传感器产生超声波和接收超声波,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器.超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。 超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF(timeofflight)。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的声源和障碍物之间的距离。 根据要求并综合各方面因素,采用AT89C52单片机作为主控制

器,用动态扫描法实现LED数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器完成,超声波测距仪的系统框图如下图所示: 图1 超声波测距仪系统设计框图 三、系统硬件部分 硬件部分主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。 1.单片机系统及显示电路 单片机采用AT89C52来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。单片机通过P1.1引脚发射脉冲控制超声波的发送,然后单片机不停的检测外中断0口INT0引脚,当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间,通过换算就可以得到传感器和障碍物之间的距离。显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管,段码用74LS244驱动,位码用PNP三极管驱动。 单片机系统及显示电路如下图所示:

超声波测距电路图

超声波测距电路图 超声波测距电路原理和制作 由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。为了使移动机器人能自动避障行走,就必须装备测距系统,以使其及时获取距障碍物的距离信息(距离和方向)。本文所介绍的三方向(前、左、右)超声波测距系统,就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。 二、超声波测距原理 1、超声波发生器 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。

2、压电式超声波发生器原理 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。超声波发生器内部结构如图1所示,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固有振荡频率时,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,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。 3、超声波测距原理 超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,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(s),即:s=340t/2 图1 超声波传感器结构 这就是所谓的时间差测距法。< 三、超声波测距系统的电路设计 图2 超声波测距电路原理图

超声波测量距(原理图+实物图+程序)

-LE D

#include //器件配置文件#include //传感器接口 sbit RX = P3^2; sbit TX = P3^3; //按键声明 sbit S1 = P1^4; sbit S2 = P1^5; sbit S3 = P1^6; //蜂鸣器 sbit Feng= P2^0; //变量声明 unsigned int time=0; unsigned int timer=0; unsigned char posit=0; unsigned long S=0;

unsigned long BJS=50;//报警距离80CM //模式 0正常模式 1调整 char Mode=0; bit flag=0; unsigned char const discode[] ={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0xff/*-*/}; //数码管显示码0123456789-和不显示unsigned char const positon[4]={0xfd,0xfb,0xf7,0xfe}; //位选 unsigned char disbuff[4] ={0,0,0,0}; //数组用于存放距离信息 unsigned char disbuff_BJ[4] ={0,0,0,0};//报警信息 //延时100ms(不精确) void delay(void) { unsigned char a,b,c; for(c=10;c>0;c--) for(b=38;b>0;b--)

超声波测距模块使用说明

超声波测距资料 超声波测距模块连线: 我们将超声波测距模块用红色,绿色两根导线引出,红色线(超声波测距模块电源脚)接5208K实验仪+5V,绿色线(超声波测距模块接地脚)接5208K实验仪GND.打开5208K实验仪电源, 超声波测距模块初始化显示27.将超声波发射接收头对准障碍物,数码管将显示超声波测距模块与障碍物之间的距离。 超声波测距学习板,可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。 超声波学习板采用AT89S51单片机晶振为12M,单片机用P1.0口输出超声波换能器所需的40K方波信号,利用外中断监测超声波接收电路输出的返回信号,显示电路采用简单的4位共阳LED数码管,段码驱动用74LS244集成电路,位码用S8550三极管驱动。 超声波测距的算法原理: 超声波在空气中传播速度为每秒钟340米(15℃时)。X2是声波返回的时刻,X1是声波发声的时刻,X2-X1得出的是一个时间差的绝对值,假定X2-X1=0.03S,则距离为340mx0.03S=10.2米。这就是超声波探头到反射物体之间的距离。

产品性能特点: 成品板上自带:超声波收发传感器、接收放大电路、四位LED数码显示、四位按键(四个按钮和蜂鸣器属于功能预留,程序中无定义),电源部分自带整流、滤波、稳压电路,允许交流7~15V或者直流9~16V输入,经过实际测试,测量范围可达27~250厘米,测量精度为1厘米。 下图是超声波测距学习板的元件布局图,

以下是部分汇编源程序 ;/////////////////////////////////////////////////////// ; USE BY :超声波测距器 ; IC :AT89C51 ; TEL : ; OSCCAL :XT (12M) ; display :共阳LED显示 ;/////////////////////////////////////////////////////// ;测距范围7CM-11M,堆栈在4FH以上,20H用于标志 ;显示缓冲单元在40H-43H,使用内存44H、45H、46H用于计算距离; VOUT EQU P1.0 ; 红外脉冲输出端口 speak equ p1.1 ;******************************************** ;* 中断入口程序 * ;******************************************** ; ORG 0000H

超远距离超声波模块(适合自制)

一、需求分析 能在测距范围上弥补GP2D12 的不足,将距离延伸到80cm以外;可以提供给大学生和爱好者DIY,具有学习功能;方便自己随时修改程序,使学习的作用得以充分发挥;成品具有一定的使用价值,可方便的应用于小车等需要测距的装置上。 二、概要设计 图1 工作原理框图

总体设计参照SensComp公司,框图中,单片机为核心控制部分,根据设定的工作方式,产生40kHz方波,经过驱动电路驱动超声波发生器发出一簇信号。单片机此时开始计时。 接收回路为谐振回路,将收到的微弱回波信号检出,送信号放大电路放大,收到产生脉冲输出送单片机中断端,单片机收到中断信号后停止计时,计算出距离值,保存等待读出或直接经UART送出。接收过程中,单片机定时控制放大电路的增益,逐渐提高,以适应距离越 远越弱的回波信号。 核心器件为STC12LE4052、TL852、16mm超声波收、发器。采用5V供电,因为5V是最常见的工作电压,便于日后将传感器应 用于装置中。 为了减小干扰,选用了3.3V供电的单片机,使用目前常用的1117-3.3三端稳压器将5V降到3.3V,减小电源扰动的影响,增加可靠性。 下面分步介绍各个部分的电路原理。 首先是超声波发首先是超声波发射部分。射部分。

图中,Send_Ctrl、Cut_Off端由STC12LE4052控制。此单片机的I/O口可设置为推挽输出模式(这是经典51不具备的),拉电流、灌电流均可达20mA,保证了D882有足够的驱动能力和快速的通断 性能。 变压器的次级电感与发射器(发射器为容性,一般为2400p左右)构成谐振回路,好处是提高了发射效率,但副作用是发射后的余波时间较长,导致近距离的回波被淹没。所以电路中设计了2种余波抑制电路。一个是R6,通过增加谐振回路的损耗加速余波结束,这种方式不需要控制,但由于同时也消耗了发射的功率,所以阻值不能太小,导致衰减效果不明显(此部分读者可自行试验)。

超声波传感器原理

超声波传感器原理 [日期:2007-06-05]来源:作者:[字体:大中小]超声波发射原理是把铁磁材料置于交变磁场中,产生机械振动,发射出超声波。 接收原理是当超声波作用在磁致材料上时,使磁滞材料磁场变化,使线圈产生感应电势输出。 超声波传感器原理与应用 2008-04-1802:40

polaroid6500系列超声波距离模块的硬件电路如图2所示: tl851是一个经济的数字12步测距控制集成电路。内部有一个420khz的陶瓷晶振,6500系列超声波距离模块开始工作时,在发送的前16个周期,陶瓷晶振被8.5分频,形成49.4khz的超声波信号,然后通过三极管q1和变压器t1输送至超声波传感器。发送之后陶瓷晶振被4.5分频,以供单片机定时用。tl852是专门为接收超声波而设计的芯片。因为返回的超声波信号比较微弱,需要进行放大才能被单片机接收,tl852主要提供了放大电路,当tl852接收到4个脉冲信号时,就通过rec 给tl851发送高电平表明超声波已经接收。 2.3at89c51单片机 本系统采用at89c51来实现对polaroid600系列传感器和polaroid6500系列超声波距离模块的控制。单片机通过p1.0引脚经反相器来控制超声波的发送,然后单片机不停的检测int0引脚,当int0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间,通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。超声波测距的硬件示意图如图3所示:

3、系统软件设计 系统程序流程图如图4所示: 工作时,微处理器at89c51先把p1.0置0,启动超声波传感器发射超声波,同时启动内部定时器t0开始计时。由于我们采用的超声波传感器是收发一体的,所以在发送完16个脉冲后超声波传感器还有余震,为了从返回信号识别消除超声波传感器的发送信号,要检测返回信号必须在启动发射信号后2.38ms才可以检测,这样就可以抑制输出得干扰。当超声波信号碰到障碍物时信号立刻返回,微处理器不停的扫描int0引脚,如果int0接收的信号由高电平变为低电平,此时表明信号已经返回,微处理器进入中断关闭定时器。再把定时器中的数据经过换算就可以得出超声

超声波测距报告含程序..

《单片机原理及应用》 单片机课程设计报告超声波测距报告

目录 第1 章课程设计概述 (2) 1.1 课程设计选题及原理 (2) 1.2课程设计选题调研 (2) 1.2.1 选题目的与意义 (2) 1.2.2 国内外研究综述 (3) 第2 章方案设计 (4) 2.1 主要任务 (4) 2.2 设计框图 (4) 2.3 设计所需元器件及简介 (4) 2.4 设计程序流程简图 (5) 2.5 编程语言的选择 第3 章电路及部分代码设计 (6) 3.1 Stc12c5a60s2最小系统 (6) 3.2 超声波测距模块 (7) 3.3 数码管显示模块 (8) 3.4 蜂鸣器报警模块 (9) 3.5 总仿真结果及实物测量结果 (10) 第4 章课程设计心得体会和总结 (11) 4.1 心得体会 (11) 4.2 总结 (11) 附1 课程设计仿真图………………………………………………………… 附2 课程设计实物图………………………………………………………… 附3 课程设计程序设计代码……………………………………………………………

第1 章课程设计概述 1.1 课程设计选题及原理 课程设计题目 超声波测距仪 设计原理 通过超声波发射装置发出超声波,根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。 最常用的超声测距的方法是回声探测法,超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时计数器开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来,超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物面的距离s,即:s=340t/2。 由于超声波也是一种声波,其声速V与温度有关。在使用时,如果传播介质温度变化不大,则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后, 只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距仪的基本原理。 1.2课程设计选题调研 1.2.1 选题目的与意义 超声波是指频率在20KHz以上的声波,它属于机械波的范畴,可用于非接触测量,具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点,利用计算超声波在发送端和接收端之间的传输时间和声速来测量距离,对被测目标无损害。而且超声波传播速度在很大范围内与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。 目前对于超声波精确测距的需求也越来越大,比如油库和水箱液面的精确测量和控制,汽车辅助泊位系统的应用,物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。在机械制造,电子冶金,航海,宇航,石油化工,等工业领域也有广泛地应用。此外,在材料科学,医学,生物科学等领域中也占具重要地位。

超声波模块的应用

超声波传感器在蒂森旅客登机桥设备中的应用 1、 超声波传感器基本原理: 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。 超声波传感器以优异的性能广泛地应用在恶劣、复杂的工业环境中,特别是可以用来检测一些具有表面反射特性的材料或者需要精确测量的场合。超声波介质的特点使其能工作在普通传感器不能胜任的工作环境中。更值得提及的是,目标物的颜色、环境的噪声以及空气中的灰尘都不会影响传感器的功能。超声波传感器提供一种无接触的距离检测方案,并以其较长和较宽的检测范围帮助解决了许多实际应用的难题。超声波检测弥补了接近原理和光电原理检测的不足。相比于电感式或电容式接近开关它更适合需要更长感应距离的检测应用中;相比于光电传感器它更耐脏且适应不同外形物体的检测。超声波传感器特别适合检测高密度和有良好声波反射特性的物体。超声波传感器利用压电陶瓷作为声波的发射器和接收器。超声波换能器能够嵌装在传感器壳体里的聚氨基甲酸泡沫中,不漏水。 2、 旅客登机桥设备主要部件及功能介绍: 旅客登机桥是连接候机大厅与飞机舱门之间的机坪移动式活动通道。此设备能为旅客提供一个不受恶劣天气条件影响的上下飞机的安全环境,确保旅客在正常或紧急情况下都能登上或离开飞机。 (1) 固定端后立柱: 是与地面基础预埋的地脚螺栓连接支撑着旋转平台的部件; 旋转平台组件: 与候机楼柔性连接、走廊、圆形大厅。该组件的设计将保证不会有 任何负载或振动从登机桥传到候机楼; 伸缩活动通道: 分为A 段(最小)、B 段(三节桥的中段,两节桥的最大端)、C 段(三 节桥的最大端)在横截面部分是长方形的,伸缩活动通道的侧壁可以是 玻璃结构,也可以是钢结构。能根据停靠飞机的不同位置,伸缩至相应 的长度; 液压升降系统: 是为登机桥提供垂直方向运动的构件,由液压系统及升降油缸等部 件组成,使登机桥能以最佳的高度泊靠不同的飞机; 1 桥头接机口 伸缩活动通道 旋转平台组件 固定端后立柱 工作服务梯 液压升降系统 行走系统 (图1)登机桥结构图

US-100超声波模块介绍

本模块是改进型,模块本身已经带温度补偿,精度目前****最高的模块,绝对稳定,实惠、实用! 本模块支持GPIO和串口双模式,花一个的钱买两种模块,值!绝对值! 问题1:为什么要进行温度补偿? 在一个标准大气压下,声速随温度近似成正比的变化,在15°C时约为340m/s,每增加1°C 声速增加0.607m/s。在夏天35°C时,声速为352m/s,而冬天-20°C时,声速为319m/s。 仅仅声速一项的误差:(352-319)/340*100%≈10% 所以不进行温度补偿而提测距精度多高没有任何意义。 问题2:为什么要支持双模式? 目前本模块可支持GPIO和串口双模式,支持GPIO模式是为了兼容市场上已有的模块,方便老客户上手。 不过我们建议用户使用串口模式,因为在串口模式下只要用户会使用串口编程就会使用本模块,串口返回的就是计算好的距离值,非常简单,测距精度和用户的编程水平无关。 同时在串口模式下,本模块还可测温。 若使用GPIO模式,则用户需要去计算超声波模块返回的脉冲宽度,再用声速进行计算。这里会额外产生两个误差,一是脉冲宽度计时的误差,另一个是距离计算的误差。 本模块每一款产品发货前都要经过测试,测试通过后方可发货,所以买家不用担心产品质量。本模块还可根据客户要求进行定制,最快一周可交货。 一、概述 US-100超声波测距模块可实现0-4.5m的非接触测距功能,拥有2.4-5.5V宽电压输入范围,静态功耗低于2mA,自带温度传感器对测距结果进行检验的功能,同时具有GPIO、串口等多种通信方式,内带看门狗,工作稳定可靠。 二、主要技术参数 三、实物图及尺寸图 四、接口说明 本模块共有两个接口,即模式选择跳线和5pin接口。

HC-SR04超声波测距模块说明书

HC-SR04超声波测距模块说明书 1、产品特点: HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能,测距精度可达高到3mm;模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。 基本工作原理: (1)采用IO口TRIG触发测距,给最少10us的高电平信呈。 (2)模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回; (3)有信号返回,通过IO口ECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声 波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 2、实物图: 如右图接线,VCC供5V 电源,GND为地线, TRIG触发控制信号输 入,ECHO回响信号输出 等四个接口端。 图一实物图 3、电气参数: 电气参数HC-SR04超声波模块 工作电压DC5V 工作电流15mA 工作频率40kHz 最远射程4m 最近射程2cm 测量角度15度 输入触发信号10uS的TTL脉冲 输出回响信号输出TTL电平信号,与射程成比例规格尺寸45*20*15mm

4、超声波时序图: 图二、超声波时序图 以上时序图表明你只需要提供一个10uS以上脉冲触发信号,该模块内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。公式:uS/58=厘米或者uS/148=英寸;或是:距离=高电平时间*声速(340M/S)/2;建议测量周期为60ms以上,以防止发射信号对回响信号的影响。 注:1、此模块不宜带电连接,若要带电连接,则先让模块的GND端先连接,否则会影响 模块的正常工作。 2、测距时,被测物体的面积不少于0.5平方米且平面尽量要求平整,否则影响测量的结果 5、实物规格:

基于单片机的超声波测距系统设计

目录 一、摘要 (3) 二、正文 (3) 1、引言 (3) 2、系统设计方案 (4) 2.1超声波测距的原理 (4) 2.2设计框图 (4) 2.3 US-100超声波收发模块 (4) 2.4 单片机电路 (6) 2.5 蜂鸣器报警电路 (8) 2.6显示电路 (9) 2.7供电及程序下载电路 (10) 3 软件编程 (10) 3.1软件流程图 (10) 3.2主程序 (11) 4、下载调试 (19) 5、实物图 (19) 6 元件选择 (20) 三、总结 (20) 四、参考文献 (20)

一、摘要 超声波具有指向性强,能量消耗缓慢,传播距离较远等优点,所以,在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中,超声波测距是目前应用最普遍的一种,它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。 本设计详细介绍了超声波传感器的原理和特性,分析了超声波测距的原理的基础上,指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题,给出了以STC89c52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。 关键词:超声波单片机测距 STC89c52 Abstract Ultrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology and automatic control technology combine together ,ultrasonic wave finds range to use the most general one at present ,it applies to guard against theft , move backward the radar , water level measuring , building construction site and some industrial scenes extensively。 This subject has introduced principle and characteristic of the ultrasonic sensor in detail ,on the basis of analyzing principle that ultrasonic wave finds range ,the systematic thinking and questions needed to consider that have pointed out that designs and finds range ,provide low cost , the hardware circuit of high accuracy , ultrasonic range finder of miniature digital display and software design method taking STC89c52 as the core ,this circuit of system is reasonable in design, working stability, performance good measuring speeding soon , calculating simple , apt to accomplish real-time control ,and can reach industry's practical demand in measuring the precision 。 Key Words: Ultrasonic wave; One-chip computer; Range finding; STC89c52 二、正文 1 、引言: 测量距离的方法有很多种,短距离的可以用米尺,远距离的有激光测距等,超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒,由单片机负责计时,系统的测量精度理论上可以达到毫米级。 2、系统设计方案

超声波测距模块

超声波测距模块的设计与实现 时间:2011-04-08 08:16:41 来源:电子科技作者:李飞陈喜春石家庄机械化步兵学院摘要:本文设计并实现了一个以MCS-51单片机为核心的超声波测距模块。该模块由超声波发射单元、超声波接收单元、温度测量单元、显示单元和ISP下载单元等组成,由单片机产生超声波的发射信号并对其传播时间进行测量,依据超声波在空气中的传播特性,换算出距离数据,从而实现测量距离的目的。设计中采用LM386作为超声波的发射驱动,采用集成芯片CX20106作为超声波接收单元,结构简洁,集成度高。通过实验表明,该模块性能可靠,能较准确地测出与障碍物之间的距离,达到了设计要求。 关键词:超声波测距;MCS-51单片机;LM386;CX20106 0 引言 在多数项目研发中,距离测量显得越来越重要,常用的测距方式主要有雷达测距、红外测距、激光测距和超声测距等4种。雷达测距对天气的依赖性较强,且成本较高;红外测距测量范围窄;激光测距精度高、抗干扰力强、但成本高,且光学系统需细心维护;超声波测距指向性强、传输距离远、受环境影响小、传播时间容易检测,而且超声波传感器结构简单、性能可靠、成本低、易于集成,因此本文采用超声波方式进行距离测量。 1 超声波测距原理 超声波发生器内部有两个压电晶片和一个共振板,当两极外加脉冲信号的频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片将发生共振,并带动共振板振动,从而产生超声波;同理,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片产生振动,将机械能转换为电信号。 测距原理如图1所示。 被测距离。式中:s为超声波传播距离;h为发射探头与接收探头之间的距离。 由于s远大于h,因此可近似认为d=s,则d=s=ct/2,t为发射超声波与接收超声波的时间间隔,c为超声波在空气中的传播速度。 在空气中,常温下超声波的传播速度是334m/s,但其传播速度c易受空气中温度的影响,声速与温度关系如表1所示,由此可修正超声波传播速度

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