超声波测距雷达设计1.doc

超声波测距雷达设计
1．技术指标及设计要求：
工作频率20kHz。
灵敏度.声压-67dB,带宽-74 dB。
输入电平±1mV。
输出转换电流40mA,功耗：16mW
原理框图

1)MA40A压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发它有两个压电晶片和一个共振板。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，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，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器了。
2）单片机内部产生的一串脉冲信号，经过P1.0输出，经过一个三极管将其信号放大，来驱动超声波传感器发出频率为40KHZ，时间持续为200us的超声波.
2．超声波传感器的等效电路和特性

超声波传感器有两个谐振频率。其中，频率较低的一个谐振频率叫做串联谐振频率fr，是R，L，C组成的串联电路的谐振频率。由图可以看出，超声波传感器在串联谐振频率是的阻抗最小。超声波传感器的谐振频率中，频率较高的那一个叫做反谐振频率fa,或者并联谐振频率fa,是由于、L，C，C’组成的并联电路的谐振频率。图同时也可以告诉我们，在并联谐振频率超声波传感器的阻抗最大。

超声波传感器的等效电路和电抗特性
我们用型号为MA40A3R的传感器来介绍传感器的电抗参数
r=37.625kHz, a=40.875,
r=
a r(1+)
由上两式可得
=0.92=
3.超声波测距原理
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，在途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接受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340m/s,根据计时器记录的时间为t，就可以计算出发射点距离障碍物的距离S，即：S=340t/2,这就是所谓的时间差测距法。
温度（℃）
-30
-20
-10
0
10
20
30
100
声速（米/称）
313
319
325
323
338
344
349
386
声速与温度之间的关系
4．发射接收电路（振荡器实现可采用555振荡器，产生40kHz的脉冲驱动传感器工作）。

5．单片机接口

6．软件编程部分
软件部分采用汇编语言（或C语言）编制，主要由主程序，超声波中断程序，显示LED子程序，延时子程序和查表程序构成。

报告要求：
1) 列出主程序清单.
2)画出电路原理图（用Protel软件）。
3)列出元器件清单。
4)列出参考文献。

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