基于單片機控制的超聲波測距報警系統

0 引言

    　　超聲波具有定向性好、能量集中、在傳輸過程中衰減較小、反射能力較強等優點，超聲波傳感器可廣泛應用于非接觸式檢測方法，因而采用仿真技術進行超聲波測距。

    　　目前國內的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量準確度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92 溫度傳感器進行聲波傳播速度的補償后，設計的高準確度超聲波測距儀能達到毫米級的測量準確度。

    　　1 超聲波測距報警系統基本原理

    　　如圖1 所示，使單片機可接收超聲波模塊輸出的距離信號，并對其進行合理的處理后，在顯示模塊上實時顯示超聲波模塊與障礙物的距離。

    　　圖1 系統連接示意

    　　單片機發出40 kHz 的方波信號，經放大后通過超聲波發射器輸出；超聲波接收器將接收到的超聲波信號經放大器放大，用鎖相環電路進行檢波處理后，啟動單片機中斷程序，測得時間為t.

    　　再通過軟件編程進行判別、計算，得出所測距離值并由LED 數碼管顯示，其原理框圖如圖2。

    　　圖2 超聲波測距儀原理框圖

    　　發射器發出的超聲波以速度v 在空氣中傳播，在到達被測物體時被反射返回，由接收器接收，其往返時間為t.由公式：測出的距離 L （m） = 常溫下的聲速340 （m/s）&TImes; 感應時間t （s） / 2，算出被測物體的距離。由于超聲波也是一種聲波，其聲速v 與溫度有關，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。如果測距準確度要求很高，則應通過溫度補償的方法加以修正。