一种是基于单片机或者嵌入式设备的超声波测距系统，一种是基于CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)的超声波测距系统。如图1所示，实验采用***种方案，利用嵌入式设备编程产生频率为40KHz的方波，经过发射驱动电路放大，使超声波传感器发射端震荡，发射超声波。超声波经发射物反射回来，由传感器接收端接收，再经过接收电路放大、整形。以嵌入式微**的超声波测距系统通过嵌入式设备记录超声波发射的时间和反射波的时间。当收到超声波的反射波时，接收电路输出端产生一个跳变。通过定时器计数，计算时间差，就可以计算出相应的距离。图1超声波测距原理超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。首先，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C=340m/s，根据计时器记录的时间T秒，就可以计算出发射点距障碍物的距离L，即：L=C×T/2。这就是所谓的时间差测距法。由于超声波也是一种声波，其声速C与温度有关。超声波传感器，就选浙江罗舸智能科技有限公司，用户的信赖之选，欢迎新老客户来电！吕梁磁性超声波传感器
另外，它也有折射和反射现象，且在传播过程中有衰减。在空气中传播超声波频率较低，一般为几十kHz，但衰减较快；在固体、液体中传播频率较高，但衰减较小，传播较远。3.超声波的特点超声波的指向性好，不易发散，能量集中，因此穿透本领大，在穿透几米厚的钢板后，能量损失不大。超声波在遇到两种介质的分界面时，能产生明显的反射和折射现象，这一现象类似于光波。超声波的频率越高，其声场指向性就越好，与光波的反射、折射特性就越接近。利用超声波的特性，可做成各种超声波传感器，配上不同的电路，制成各种超声波测量仪器及装置，并在通信、医疗、家电等各方面得到广泛应用。4.超声波传感器的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，由发送传感器、接收传感器、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成，换能器的作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射；接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成，换能器接收波产生机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出，从而对发送的超声波进行检测。实际使用中，用作发送传感器的陶瓷振子也可用作接收器传感器上的陶瓷振子。温州耐低温超声波传感器在使用超声波传感器时，应注意其电源电压和电流，以确保其正常工作。
2个直射式红外光电传感器分布如图2中2个I，Ⅱ所示以180°间隔水平安置在机器人小车车身两侧边的中点连接线上。转盘与转臂连接在同心圆上，如图中外圆所示，1，3刻线间相隔27°；2，1刻线相隔180°，其中1刻线与超声波传感器的中心保持在同一水平线上。I单独导通作为基准坐标，I，Ⅱ同时导通用来判断旋转方向，Ⅱ单通作为机器人沿墙回归时的导航基准。通过步进电机带动一体式超声波传感器转动，以传感器中轴垂直于机器人车体的方向作为其自身姿态调整的坐标基准，步进电机采用4相4拍步距角为°，每转1步，超声波传感器检测1次，将测量值通过串口送上位机。探测系统硬件设计探测系统硬件主要由超声波发生电路、超声波接收电路，步进电机调速模块等组成。如图3所示，系统的**为单片机89S51，主要完成信号的发射和接收、控制步进电机、并传送数据给机器人上位机进行处理。超声波的发射电路采用单片机ATM89S51的P11口输出发射脉冲，由74HC04作为驱动来连接超声波传感器，74HC04是为了增强其输出电流的能力，提***声波传感器的发射距离。超声波接收处理电路采用集成电路CX20106。CX20106为红外接收**集成电路，在此利用CX20106作为超声波传感器接收信号的放大检波装置。
图12超声测距模块实物规格图图13将超声波传感模块安装到开发板上，然后用JLINK仿真器的一端用USB接口与电脑相连，一端的20Pin的JTAG引脚与NXPLPC2378节点板的J2相连，并给NXPLPC2378节点板上电，如图14所示。图14超声测距开发板连接图距离测量本实验，通过测距程序完成超声波发射的控制、超声波回波信号的检测和距离的计算、左右距离的比较，并显示。首先由发射程序发射10us的高电平触发信号，控制超声波发射器发射8个40KHz的方波。发射器发射完信号，接收器回波电平将拉高。然后开启定时器，例如在定时器输入频率为f=12MHz，进行N=8分频后每个计数周期为。再延时100us左右以避免发射探头的余振的干扰，然后通过在while循环中查询外部中断是不是已经捕获到回波信号，然后获得计时器计数值count，计算距离值。超声波传感器，就选浙江罗舸智能科技有限公司，让您满意，期待您的光临！
图5超声测距时序图一个10us以上脉冲触发信号，该模块内部将发出8次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的时间间隔可以计算得到距离。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。图6出了超声测距模块的发射端电路。图7超声测距发射端电路图压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。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，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器；反之，如果两电极问未外加电压，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换能器。超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。图8给出了超声测距模块的接收端电路。集成电路CX20106是一款红外线检波接收的**芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38KHz与测距的超声波频率40KHz较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路。***用CX20106接收超声波。传感器内部的压电晶体在电压作用下产生超声波，同时也能将接收到的超声波转换为电信号进行处理。温州耐低温超声波传感器
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也能作接收。这里只介绍小型超声波传感器，发送与接收略有差别，它适用于在空气中传播，工作频率一般为23-25KHZ及40-45KHZ。这类传感器适用于测距、遥控、防盗等用途。该种有T/R-40-60，T/R-40-12等（其中T表示发送，R表示接收，40表示频率为40KHZ，16及12表示其外径尺寸，以毫米计）。另有一种密封式超声波传感器（MA40EI型）。它的特点是具有防水作用（但不能放入水中），可以作料位及接近开关用，它的性能较好。超声波应用有三种基本类型，透射型用于遥控器，防盗报警器、自动门、接近开关等；分离式反射型用于测距、液位或料位；反射型用于材料探伤、测厚等。由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成，换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射；而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成，换能器接收波产生机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出，从而对发送的超进行检测.而实际使用中，用作发送传感器的陶瓷振子也可以用作接收器传感器社的陶瓷振子。吕梁磁性超声波传感器
