一种基于微型计算机控制的超声波测距电路结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于微型计算机控制的超声波测距电路结构，包括主控模块和超声波换能器，主控模块和超声波换能器之间还连接有信号调理电路，主控模块包括微型处理器，微型处理器连接有计时器、数据存储器，模块的信号输出端连接有换能驱动器，换能驱动器的输出端连接到超声波换能器的输入端，主控模块还连接有测量模块、电源模块；信号调理电路包括两级前置放大器和后置放大器，两级前置放大器连接到超声波换能器的信号输出端，两级前置放大器和后置放大器之间连接有带通滤波器，后置放大器的输出端连接有限幅比较电器，限幅比较电器的输出端连接有触发器，触发器连接到微型处理器。本实用新型专利技术方向性和分辨力好，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及测距
，具体为一种基于微型计算机控制的超声波测距电路结构。
技术介绍
超声波的频率在很大程度上影响着超声波的传播，其频率越高，声束扩散角越小，能量越集中，方向性和分辨力也越好但是对于同一材料来说，频率越高，声波衰减也越大；此外，影响超声测距精度的因素除了传感器本身的制作工艺差别外，还与发射和接收电路的性能以及环境的温度等误差的修正方法有关，而关键是准确测量超声波传播时间和环境温度。现有的超声波测距装置大都使用40K超声波测距且不具备温度补偿，导致测量精度无法满足现在的需求。
技术实现思路
针对以上问题，本技术提供了一种基于微型计算机控制的超声波测距电路结构，方向性和分辨力好，测量精度高，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于微型计算机控制的超声波测距电路结构，包括主控模块和超声波换能器，所述主控模块和超声波换能器之间还连接有信号调理电路，所述主控模块包括微型处理器，所述微型处理器连接有计时器、数据存储器，主控模块的信号输出端连接有换能驱动器，所述换能驱动器的输出端连接到超声波换能器的输入端，所述主控模块还连接有测量模块、电源模块；所述信号调理电路包括两级前置放大器和后置放大器，所述两级前置放大器连接到超声波换能器的信号输出端，两级前置放大器和后置放大器之间连接有带通滤波器，后置放大器的输出端连接有限幅比较电器，限幅比较电器的输出端连接有触发器，所述触发器连接到微型处理器。作为本技术一种优选的技术方案，所述测量模块包括回波信号宽度检测电路和数字式温度传感器，所述回波信号宽度检测电路采用AD650V/F转换芯片组成F/V转换器，且回波信号宽度检测电路连接到限幅比较电器的输出端。作为本技术一种优选的技术方案，所述电源模块包括充电锂电池，所述充电锂电池的输出端连接有电压变换器。作为本技术一种优选的技术方案，所述换能驱动器采用晶闸管推挽电路组成。与现有技术相比，本技术的有益效果是：该基于微型计算机控制的超声波测距电路结构，通过设置换能驱动器，有效将输出信号进行放大，延长测量距离；通过设置信号调理电路，利用两级前置放大器和后置放大器进行信号放大，利用带通滤波器进行滤除杂波，提高测量精度；通过设置限幅比较电器和触发器，结合计时器和回波信号宽度检测电路，可以方便地实现时间测量并进一步转换成距离；通过设置数字式温度传感器，实现温度补偿功能，提高测量精度；本技术方向性和分辨力好，测量精度高。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为回波信号宽度检测电路原理图；图3为换能驱动器电路图。图中：1-主控模块；2-超声波换能器；3-信号调理电路；4-吸油烟机；5-计时器；6-数据存储器；7-换能驱动器；8-测量模块；9-电源模块；10-两级前置放大器；11-后置放大器；12-带通滤波器；13-限幅比较电器；14-触发器；15-回波信号宽度检测电路；16-充电锂电池；17-电压变换器；18-数字式温度传感器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例：请参阅图1至图3，本技术提供一种技术方案：一种基于微型计算机控制的超声波测距电路结构，包括主控模块1和超声波换能器2，所述主控模块1和超声波换能器2之间还连接有信号调理电路3，所述主控模块1包括微型处理器4，所述微型处理器4连接有计时器5、数据存储器6，主控模块1的信号输出端连接有换能驱动器7，所述换能驱动器7的输出端连接到超声波换能器2的输入端，所述主控模块1还连接有测量模块8、电源模块9；所述信号调理电路3包括两级前置放大器10和后置放大器11，所述两级前置放大器10连接到超声波换能器2的信号输出端，两级前置放大器10和后置放大器11之间连接有带通滤波器12，后置放大器11的输出端连接有限幅比较电器13，限幅比较电器3的输出端连接有触发器14，所述触发器14连接到微型处理器4；所述测量模块8包括回波信号宽度检测电路15和数字式温度传感器18，所述回波信号宽度检测电路15采用AD650V/F转换芯片组成F/V转换器，且回波信号宽度检测电路15连接到限幅比较电器13的输出端；所述电源模块9包括充电锂电池16，所述充电锂电池16的输出端连接有电压变换器17；所述换能驱动器7采用晶闸管推挽电路组成。本技术的工作原理：所述主控模块1用于进行测距控制，所述超声波换能器2用于实现超声波发射信号和模拟信号的转换，所述信号调理电路3用于实现对接收信号的处理；首先所述微型处理器4调用内部程序采用软件发生法产生300kHz超声波波形信号，通过输出脚引至换能驱动器7，所述换能驱动器7将输出的超声波信号进行放大后送入超声波换能器2，利用超声波换能器2转换成超声波信号发射出去；当超声波遇到障碍物后反射回来，再由超声波换能器2接收转换成模拟信号，送入信号调理电路3进行处理；所述两级前置放大器10，将接收到的微弱信号放大至后续电路可以检测到的范围，然后经过带通滤波器12对信号中非300kHz的噪声信号进行滤除，再利用后置放大器11进行输出放大，送入至限幅比较电器13，可将接收到的强弱不一的信号转换成幅度一致的信号，采用电压比较器LMV331将模拟信号转换为脉冲信号，再送入至触发器14；所述触发器14采用IK触发器，输出端Q送入微型处理器4，作为计时器5捕捉时间的触发信号；所述测量模块8中的回波信号宽度检测电路15将300kHz脉冲群转换成方波以控制微型处理器4定时/计数器的启停；所述数据存储器6用于进行数据存储，所述数字式温度传感器18测量当前工作温度并直接输出数字信号，已经向温度补偿修正，提高测量精度；所述电源模块9为整个装置供电，所述充电锂电池16提供充电电压，所述电压变换器17将输出电压转换成需要的电压大小以满足不同要求。该基于微型计算机控制的超声波测距电路结构，通过设置换能驱动器7，有效将输出信号进行放大，延长测量距离；通过设置信号调理电路3，利用两级前置放大器10和后置放大器11进行信号放大，利用带通滤波器12进行滤除杂波，提高测量精度；通过设置限幅比较电器13和触发器14，结合计时器5和回波信号宽度检测电路15，可以方便地实现时间测量并进一步转换成距离；通过设置数字式温度传感器18，实现温度补偿功能，提高测量精度；本技术方向性和分辨力好，测量精度高。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微型计算机控制的超声波测距电路结构，包括主控模块（1）和超声波换能器（2），所述主控模块（1）和超声波换能器（2）之间还连接有信号调理电路（3），其特征在于：所述主控模块（1）包括微型处理器（4），所述微型处理器（4）连接有计时器（5）、数据存储器（6），主控模块（1）的信号输出端连接有换能驱动器（7），所述换能驱动器（7）的输出端连接到超声波换能器（2）的输入端，所述主控模块（1）还连接有测量模块（8）、电源模块（9）；所述信号调理电路（3）包括两级前置放大器（10）和后置放大器（11），所述两级前置放大器（10）连接到超声波换能器（2）的信号输出端，两级前置放大器（10）和后置放大器（11）之间连接有带通滤波器（12），后置放大器（11）的输出端连接有限幅比较电器（13），限幅比较电器（13）的输出端连接有触发器（14），所述触发器（14）连接到微型处理器（4）。

【技术特征摘要】
1.一种基于微型计算机控制的超声波测距电路结构，包括主控模块（1）和超声波换能器（2），所述主控模块（1）和超声波换能器（2）之间还连接有信号调理电路（3），其特征在于：所述主控模块（1）包括微型处理器（4），所述微型处理器（4）连接有计时器（5）、数据存储器（6），主控模块（1）的信号输出端连接有换能驱动器（7），所述换能驱动器（7）的输出端连接到超声波换能器（2）的输入端，所述主控模块（1）还连接有测量模块（8）、电源模块（9）；所述信号调理电路（3）包括两级前置放大器（10）和后置放大器（11），所述两级前置放大器（10）连接到超声波换能器（2）的信号输出端，两级前置放大器（10）和后置放大器（11）之间连接有带通滤波器（12），后置放大器（11）的输出端连接有限幅比较电器（13），...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，
申请(专利权)人：重庆电子工程职业学院，
类型：新型
国别省市：重庆;50