基于单片机的超声波测距仪

摘要:随着检测技术研究的不断深入，对超声检测仪器的功能要求越来越高，单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声仪能够具有双显及内带有单板机的微处理功能。本文简要介绍了基于单片机的超声波测距仪的主要硬件电路。
关键词:超声波 设计原理 发射电路 接收电路
传统的测距方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷。如液面测量、井下测量等受到很大的限制。利用超声波测距可解决这些问题，因此超声波测距技术在工业控制、勘探测量、机器人定位等领域得到了广泛应用。所谓超声波是指高于20KHZ的机械波，具有强度大、方向性好等特点。本系统选用M68HC08单片机为控制部件。
一、设计原理
当超声波从空气中垂直入射到汽油、木材、钢材时，几乎产生全反射，这样，反射回来的回波具有足够的能量被接收探头所接收，为超声波测距创造了可能性。

如图1所示，超声波测距原理是通过超声波发射传感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停止计时。常温下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，就可以计算出发射点距障碍物的距离(S)，即：s=c*t/2=c*t0（t0就是所谓的渡越时间）
二、超声波测距系统硬件设计总体方案
本系统中选用的探头是40KHz的超声传感器，有一支接收传感器SZW-R40-10P和一支发射传感器SZW-S40-12M。
MC68HC908GP32单片机是Motorola公司的第2代8位微控制器，由于其高性价比，非常适用于中小型MCU开发商和生产厂家的欢迎。这类MCU的指令集非常精简，容易被用户掌握。其主要硬件资源有：片内307字节的监控ROM，32KB的片内FLASH存储器和512B RAM，33根通用的I/O引脚，2个16位的双通道定时器接口模块，外部中断，同时具有看门狗监视复位，低电压极限检测复位，非法指令检测复位等，使得应用系统免除了进入死循环的危险。