[发明专利]基于单片机的高精度超声波测距电路

说明书

技术领域

本发明属于超声波领域，尤其涉及一种超声波测距电路的改进。

背景技术

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。但是目前使用的方法，在设计外围电路时，设计难度非常大，且设计成本较高。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种外围电路设计难度小且成本低的基于单片机的高精度超声波测距电路。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括超声波发射模块和超声波接收模块，其结构要点是：超声波接收模块通过信号放大电路、施密特整形电路、和门控电路与单片机相连，单片机通过震荡电路、信号整形电路与超声波发射模块相连，单片机还与精确震荡电路和数码显示相连。

作为一种优选方案，本发明所述的单片机采用AT89C51单片机。

本发明有益效果：本发明以单片机ATMEL89C2051为核心，通过对其进行软件编程，实现该单片机对其外围电路的适时控制，并提供给外围电路各种所需的信号，包括频率振荡信号、数据处理信号和译码显示信号等等，大大简化了外围电路的设计难度，同时更重要的是该种设计方案大大节省了设计成本，并且由于是采用软件编程技术，所以其移植性能好。

附图说明

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明电路原理图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括超声波发射模块和超声波接收模块，超声波接收模块通过信号放大电路、施密特整形电路、和门控电路与单片机相连，单片机通过震荡电路、信号整形电路与超声波发射模块相连，单片机还与精确震荡电路和数码显示相连。

作为一种优选方案，本发明所述的单片机采用AT89C51单片机。

频率产生电路。

本电路中共用到了两个重要的频率，为了实现输出频率的精确性，在设计时用到了单片机，因为这一部分（频率产生电路）是整个电路的核心，由单片机产生的频率必须准确，否则测得的距离显示会产生很大误差，笔者在考虑总体方案时，也想到用一块单片集成电路（比如说CMOS集成芯片CD4046）来完成频率信号的产生以及分频工作，也完全可以实现电路的功能，但是要想实现高精度要求，难免有些困难，最后还是选择了用单片机来完成频率的产生工作。关于上述的这三个频率是如何由单片机产生的，请详见本文的“具体工作原理分析”部分。

信号筛选电路。

本信号筛选电路在整个电路中可以说起到非常重要的作用，通过对它的适当调整，可以有效地滤除由于外界干扰带来的非超声波信号进入超声波接收系统，从而大大提高了本电路的抗干扰性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。