超声波测距仪论文

近年来，随着汽车工业的快速发展和人们生活水平的下降。

我国的汽车数量逐年增加。同时，中国和非洲的汽车司机

职业专车司机的比例也逐年上升。在道路上，街道上，停车场上，

在车库等拥挤狭窄的地方倒车时，驾驶员不仅要向前看，还要向后看。

一不小心就会发生追尾。据有关调查统计，15%的汽车。

碰撞事故是由于汽车倒车时后视能力差造成的。因此，增加

汽车的后视能力可以通过开发倒车雷达来探测汽车尾部的障碍物来实现。

是近年来的研究热点。安全避障的前提是快速准确。

精确测量障碍物和汽车之间的距离。为此，设计了以单片机为核心的系统。

心，利用超声波实现倒车雷达系统的非接触式测距。

2总体设计和原理

超声波一般是指频率在20 kHz以上的机械波，具有穿透力。

性强，衰减小，反射能力强[1]

。工作时，超声波发射器不

中断发出一系列连续脉冲，为测量逻辑电路提供一个短脉冲。

最后，信号处理装置根据时间差处理接收到的信号。

，自动计算汽车和障碍物之间的距离。超声波测距的简要原理

简单，成本低，容易制作，但其传输速度受天气影响很大，不能

精确测距；此外，超声波能量与距离的平方成正比衰减，因为

所以距离越远，灵敏度越低，所以只适用超声波测距法。

在短距离内。目前国内外通用的超声波测距仪比较理想。

测量距离4 ~ 5 m，所以多用于汽车倒车雷达等近距离。

测距。

倒车雷达系统由单片机控制，如图1所示。使用超级

声波实现非接触测距，考虑测量环境温度对超声波速度的影响

影响，并通过温度补偿的方法来修正速度。使用集成号码

由字传感器DS18B20组成的测温电路可以直接读取温度。

值，然后根据温度补偿得到某一温度下的超声波速度，由单

传播时间是通过计数脉冲数获得的，脉冲数是根据超声波测距原理测量的。

然后根据显示的距离控制蜂鸣器的发声频率。

图1总体设计框图

基于超声波测距的倒车雷达系统设计

王宏云

(兵器工程学院，河北石家庄050003)

文摘:介绍了一种基于单片机的倒车雷达系统，该系统利用超声波实现非接触式测距。该系统主要包括超声波传输触点和温度控制。

温度测量电路的特点是采用数字传感器DS18B20测量温度，利用声速与温度之间的修正公式对声速进行修正。

是的，提高了渡越时间的测量精度，进而提高了测距的精度。适合测量的距离在5 m以下，可以满足倒车安全的要求。

要求。

关键词:汽车；超声波；倒车雷达；温度补偿；单片微型计算机

中国图书馆分类号:TP368文献识别码:A文号:1006-6977(2008)08-0070-03

基于超声波的汽车倒车雷达系统设计

距离测量

王宏云

(兵器工程学院，石家庄050003，中国)

介绍了一种以单片机为核心的汽车倒车雷达系统。该系统

利用超声波实现无接触测距。该系统主要包括发射接收

和温度测量电路。采用数字传感器DS18B20的温度测量电路

鉴于。距离的精确程度是完全的。该系统适用于测量5米以下的距离

满足倒车的安全要求。

关键词:汽车；超声波；汽车倒车雷达；温度补偿；微程序控制器

接收日期:2008年5月-65438+6月；稿件编号:200805048。

作者简介:王宏云(1980-)，女，河北衡水人，教师。研究方向:测量控制。

基于超声波测距的倒车雷达系统自动控制及仪表设计

-69-国外电子元器件，2008年第8期

2.1超声波测距原理

目前，超声波测距的方法[2]

有相位检测法、声学振幅法

值检测方法和渡越时间检测方法。相位检测的精度很高，但是检测

范围有限；声波振幅的检测容易受到反射波的影响；传输时间检测

工作方式简单直观，易于硬件控制和软件设计实现。它

原理是检测从发射传感器发射到气体介质的超声波。

接收传感器接收超声波的时间差，即通过时间t。距离s=ct/2

(c为声速)，t可通过单片机计数脉冲数来实现。

2.2温度和声速的关系

因为超声波也是声波的一种，它的声速V与温度T有关..桌子

1列出了几种不同温度下的声速[2- 3]

。使用时，如果温度不变

大，声音的视觉速度基本不变；如果测距精度很高，应该是通过的

采用温度补偿法进行校正。

一般情况下，v=331+0.60T用于温度补偿以适应

不同温度下的工作要求。表2显示了补偿后声速和温度之间的关系。

部门。可以看出声速值在0℃以下是完全一致的；0℃以上的最大误差

不超过5%。

从以上分析可以看出，温度测量的准确性不仅直接影响速度

测量精度，也间接影响距离测量精度，所以温度。

测量至关重要。

3硬件电路设计

倒车雷达系统主要由超声波发射电路和超声波接收电路组成。

路、温度测量电路和显示报警电路。

3.1超声波发射电路

在单片机的控制下，脉冲发生器输出超声波。脉动

装置由555组成，其接线如图所示。

2.7针和6针和2针

的上下部分是r和c；中间r和

并联RP，RA=R1+RA '，RA=R2+

RB '和t 1 = 0.693拉克，T2=

0.693RBC，通过调整RA和

RB电阻，实现输出波形。

可调占空比。但是，在这里

需要占空比为50%的方波，因为

这个可调滑动变阻器使T1=T2，频率的计算公式为:

f=1.443/( RA+RB) C ( 1)

合理选择r和c可以使超声波获得40 kHz的输出脉冲。因为

对于超声波的传输来说，应该是有距离的。为了便于信号的传输，通常

应该在发射电路之后增加一个调制电路。

3.2超声波接收电路

因为超声波测距只在短距离内使用，当距离较远时，衰减相对较低。

对于严重的，反射信号相对较弱，所以接收端应先

设置放大器电路，然后其输出信号由检测器电路解码。

调整，最后对检测到的输出信号进行比较和整形。超声波接收电路

需要考虑以下几个方面:

(1)环境噪音、干扰、温度等影响。

图3示出了放大的电路图。它选择自举组合电路，该自举组合电路

该电路通过降低输入电路所需的电流来改善输入阻抗，其值为

Rin=R1R2/(R1- R2)，可以是

根据前序电路确定R1的总和

R2，在它和前面的电路级之间。

匹配。电路中使用的是

反比例放大器电路、放大器

效益相对稳定，通常K=-

R3/R1不会引起自激，但可以

降低干扰对电路的影响

戒指。所以R3选择合理。

而R1，输出电压可以达到V级。

(2)检测精度

设计中采用了如图4所示的全波精密检测电路。为了改善

电路的信噪比会衰减不必要的频率信号，并在输入端增加谐波。

振回到路上。二极管VD1和VD2具有较好的高频性能比。

在60年.这种检测方法可以使二极管死区电压之和非线性

有了很大的进步。

(3)比较整形电路

图5示出了比较整形电路。第一

首先，在静态下测量等于5 m的距离，

检测器的输出电压值(该电压与

样品由放大和检测电路获得。

)，并以此电压值作为比较器。

的基准电压uR。比较器选择

LM339具有小失调电压和宽电源电压范围，单电源电压为

2 ~ 36 V，双电源电压1 ~ 18 V，比较信号源内阻

限制范围广等。对于LM339，当两个输入之间的电压差较大时，

在10 mV时，它的输出可以从一个状态保证(继续到第73页)。

图5比较整形电路

图2占空比可调的脉冲振荡电路

图3放大电路

图4精密全波检测电路

-70-(上接第70页)

由地面过渡到另一种状态。因此，LM339用于微弱信号检测等。

这是个理想的场合。通常，比较电路的输出波形为on

上升沿和下降沿都有延迟，可以在其后增加一个与门来改善传输。

的特点。将比较整形电路的输出送到单片机，计数脉冲，得到

是时候超度了。单片机选用AT89C52。

3.3温度测量电路

目前大多数温度测控系统在检测温度时都是利用温度。

传感器将温度转化为电能，通过信号放大电路放大到合适的电平。

周长，然后通过A/D转换器转换成数字量。这个电路结构很复杂

杂，调试复杂，精度容易受元件参数影响。为此，使用一行。

数字温度计将温度传感器DS18B20和单片机集成为一体。

高精度数字温度检测系统。DS18B20数字温度传感器

不同于传统的热敏电阻温度传感器，它可以直接读取被测温度。

值，并根据实际要求，通过简单编程，可以实现9 ~ 12位。

模数转换。因此，使用DS18B20可以使系统结构更简单，同时还可以

可靠性更高。温度测量范围

从-55~+125℃，到-10~+时

85℃时的测量误差不应超过。

0.5℃[4]

在整个温度测量中。

在量的范围内，它的测量值为2℃

量准确，电路连接如图。

6场演出。

3.4显示和报警电路

显示电路采用4位* * *杨。

LED数码管，代码段由74LS244

驱动电路驱动；驱动电路包括

PNP晶体管8550被驱动。图7

给出了报警电路。它使用晶体管。

开车。

4结论

倒车雷达系统利用超声波实现非接触式测距；采用高

精密温度传感器实现了超声波测距系统的温度测量和补偿。

补偿，即按照v=331+0.60T，对声速进行补偿，提高测量精度。

度。它具有电路设计简单、价格低廉、测量精度高等优点。

目前已经量产。

参考资料:

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[2]肖志宏。超声波测距仪在汽车安全系统中的应用[J].浙江省

万里学院学报，2007，(5): 43- 46。

徐国华。超声波测距系统的设计与实现[J].电子技术的应用，

1995,( 12) :6- 7.

田、秦、何永强。基于超声波测距系统的温度补偿。

电路设计[J].微机信息，2007，(22): 307- 309。

图7报警电路

图6 DS18B20温度采集电路

施加电压30分钟。电解电容器应以正常尺寸储存。

气的情况下。

7.8焊料

焊接温度和时间不当会导致表面损坏。

橡胶管异常收缩和破裂，有时导销会导致高温

并且端子将热量传导到元件内部，这对产品造成不良影响。

戒指。所以要尽量避免温度过高，时间过长。

焊料。

电解电容器在冰箱供电电路中的实际应用

图3示出了电解电容器在冰箱供电电路中的应用示例。投入

电压由压敏电阻保护电路、变压器变换和整流桥电路整流。

之后，交流电变成脉动的12 V DC，接在整流电路上。

电解电容器E101/E102的容量，利用其充放电特性，使其整流

脉动的DC电压变成相对稳定的DC电压。在实际应用中，为了

当防止电路的每个部分的电源电压由于负载变化而变化时，计算峰值

电解电容值电压和纹波电流，选择两级滤波电解电容。

第一级为2 200μF/35v；第二级为470 μ f/35 v。由于容量较大

电解电容一般都有一定的电感，不能有效地滤除高频和脉冲。

因此，脉冲干扰信号应在其两端并联，容量为0.1 μ f

C102/C103电容器用于滤除高频和脉冲干扰。

9结论

为了更好地应用和提高电路设计的可靠性，本文介绍

铝电解电容器的相关技术参数和使用知识。目前，新的电解

电容发展很快，小型化，低阻抗，芯片化，高速化。

自然、宽温、高压、长寿、环保正在向绿色化方向发展

展，因此铝电解电容器的应用前景广阔。

参考资料:

【1】余安宏。电子元件简明手册[M]。上海:上海交通大学出版社，

2005.

[2]沈仁元，吴用。常用电子元件简明手册[M]。北京:机械师

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舒正国。高效率、高电容、低阻抗、长寿命表面贴装电容的选择。

键入[J]。世界电子元器件，2006( 11): 55- 57。

图3电解电容器在冰箱供电电路中的应用

基于铝电解电容器的详细技术说明和应用原理

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