超声波传感器测距技术详解及应用

"超声波传感器使用说明，包含测距原理、电路设计及测距计算方法的中文资料。" 超声波传感器是一种广泛应用于距离测量、物体检测和避障等领域的设备。它主要利用超声波的发射和接收来探测周围环境。本资料详细介绍了超声波传感器的使用方法。 首先，资料提到了超声波发射装置的设计。它基于NE555定时器构建了一个无稳多谐振荡器，通过调整电阻W1和R1以及电容C3的值来设定振荡频率。这个频率决定了超声波的发射周期，通常为40kHz。NE555的第4脚使能端连接到单片机，通过控制该脚的电平高低来启动或停止超声波的发射。振荡器产生的信号通过CD4049进行放大，然后驱动超声波换能器S1发射超声波。 超声波接收部分，微弱的回波信号由超声波换能器S1转换成电信号，接着通过两个级联的运算放大器IC1进行放大。第一级放大倍数A1为-50（R6/R4），第二级放大倍数A2为-20（R9/R7），总增益A达到1000。放大后的信号通过比较器LM311整形为标准TTL电平，便于单片机接收和处理。 测距原理是基于超声波在空气中的传播时间和速度来计算距离的。超声波发射器在发射超声波的同时启动计时器，当接收到反射回来的超声波时停止计时。由于超声波在空气中的速度大约为340m/s，所以距离s可以通过公式s=340t/2计算得出，其中t为超声波往返的时间。 在实际应用中，例如在40kHz脉冲的产生中，采用的是UCM40的压电陶瓷传感器，它需要40kHz的脉冲信号来工作。这些脉冲信号由单片机通过P1.0端口输出，单片机运行特定程序来生成这种高频信号。 这份资料详细阐述了超声波传感器的工作原理，包括发射和接收电路设计，以及基于超声波的测距算法。它对于理解和使用超声波传感器进行距离测量具有很高的参考价值，同时也提供了技术支持的联系方式，方便用户在实际操作中遇到问题时寻求帮助。