自?shī)首詷?lè) 超聲波測(cè)距模塊DIY筆記

ID:306528 · 發(fā)表于 2018-4-12 14:05

前言

上一節(jié)我們已經(jīng)大致瀏覽下目前銷售的超聲波測(cè)距模塊同時(shí)設(shè)計(jì)了自己的分析電路，這次由于我買的電子元件都到了，所以就動(dòng)手實(shí)驗(yàn)了下！至寫該筆記時(shí)已經(jīng)設(shè)計(jì)出超聲波接收模塊和超聲波發(fā)射模塊，同時(shí)存在超聲波發(fā)射模塊功率太小的問(wèn)題，下面主要做該過(guò)程的總結(jié)！

一、嘗試找出一個(gè)簡(jiǎn)單的超聲波接收電路：

>_<" 首先根據(jù)我現(xiàn)有的電子元件，最終找到一個(gè)比較適合的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方法：這里用一個(gè)芯片CX20106A也就是上一節(jié)我說(shuō)的這種方案簡(jiǎn)單但是不利于理解超聲波接收部分的具體細(xì)節(jié)！但是為了方便設(shè)計(jì)，我還是選擇了用這個(gè)芯片，下面是我做時(shí)候用的電路圖。其中1uF和3.3uF是電解電容。該電路最終實(shí)現(xiàn)當(dāng)接收到40Khz的超聲波時(shí)OUTPUT角輸出低電平~

>_<" 由于設(shè)備簡(jiǎn)陋我這里用了個(gè)51單片機(jī)的插槽用來(lái)當(dāng)面包板！把上面的電子元件搭了起來(lái)（如下圖上：大的電路板是這個(gè)模塊，小的是51單片機(jī)最小系統(tǒng)）。讓OUTPUT連接單片機(jī)的P1.1，單片機(jī)不斷檢查該引腳的電平并將數(shù)值通過(guò)串口發(fā)送給電腦。（別看說(shuō)的這么簡(jiǎn)單，就從上面到當(dāng)前這一步是要用很長(zhǎng)時(shí)間的，包括選擇元件、設(shè)計(jì)電路圖、學(xué)習(xí)CX20106A芯片....還有一不小心把電路連錯(cuò)，燒掉一個(gè)芯片....說(shuō)多了都是淚�。�

>_<" 當(dāng)把上述電路連接好啟動(dòng)，并把買來(lái)的超聲波模塊啟動(dòng)（用來(lái)發(fā)送超聲波，因?yàn)檫€沒(méi)有做好發(fā)送模塊，就先用買來(lái)的完整的試試，反正能產(chǎn)生40KHz的超聲波），當(dāng)最終在上位機(jī)無(wú)數(shù)的11中發(fā)現(xiàn)0的時(shí)候，心情無(wú)比激動(dòng)，然后收拾一下回寢室！（哈哈，昨天是連續(xù)7天唯一一天沒(méi)通宵的，但是也回去的不早呢~決定從今天開(kāi)始恢復(fù)正常生活，所以把總結(jié)提前寫了）

二、焊接接收部分電路板：

>_<" 這里就直接上圖：（第一幅是半成品，后面的線路還沒(méi)連接~，第二幅圖是連接好的成品~由于我發(fā)現(xiàn)手上的靜電什么的會(huì)影響測(cè)量的結(jié)果，在后面又把該模塊用膠帶包裹了一下！）

>_<" 最終用設(shè)計(jì)好的模塊代替上面看到的亂糟糟的面包板上的電路也實(shí)現(xiàn)了接收超聲波，下面是抓到的0.即低電平信號(hào)~表示接收到超聲波了~

三、接收部分設(shè)計(jì):

>_<" 參照上一節(jié)的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)發(fā)送部分就是個(gè)簡(jiǎn)單的40KHz的方波發(fā)生器+功率放大電路+發(fā)送頭~出于好奇我直接不用功率放大器直接把發(fā)送頭接到52單片機(jī)上，用2個(gè)引腳并利用定時(shí)器產(chǎn)生相同的40KHz的方波，然后把其中一路的信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)與非門改裝的非門將信號(hào)反轉(zhuǎn)，這樣2路信號(hào)送的發(fā)送頭就是2被原矩形波的矩形波了~這個(gè)思路是從下面的圖的思路里學(xué)來(lái)的~再下面的代碼是產(chǎn)生2路40Khz矩形波的52單片機(jī)代碼。

#include<reg52.h> //包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義
sbit Send0=P1^0; //定義端口
sbit Send1=P1^1; //定義端口
/*------------------------------------------------
定時(shí)器初始化子程序
------------------------------------------------*/
void Init_Timer0(void)
{
TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定時(shí)器，使用"|"符號(hào)可以在使用多個(gè)定時(shí)器時(shí)不受影響
TH0=0x1f; //給定初值
TL0=0xf4;
EA=1; //總中斷打開(kāi)
ET0=1; //定時(shí)器中斷打開(kāi)
TR0=1; //定時(shí)器開(kāi)關(guān)打開(kāi)
}
/*------------------------------------------------
主程序
------------------------------------------------*/
main()
{
Init_Timer0();
Send0=1;
Send1=1;
while(1);
}
/*------------------------------------------------
定時(shí)器中斷子程序
------------------------------------------------*/
void Timer0_isr(void) interrupt 1 using 1
{
TH0=0x1f; //重新賦值
TL0=0xf4;
Send0=~Send0;
Send1=~Send1;
}

復(fù)制代碼

然后我發(fā)現(xiàn)上述的發(fā)射功率很小，幾乎只能在距離10cm之內(nèi)才能收到信號(hào)，所以就再用一個(gè)CD4011BE四路或非門改造成四路非門（我忘了買四路非門的74HC04了，于是只能用CD4011BE改造了），然后照著上面的發(fā)送電路原理圖的連接方式連接好：

>_<" 雖然加上了上面的放大模塊，結(jié)果效果還是不理想，也只是才能測(cè)量距離10CM左右！很郁悶?zāi)貇先貼一下當(dāng)前的全部圖：目前正在查找大功率發(fā)射的解決方案，先給個(gè)我查到的鏈接：http://wenku.baidu.com/link?url= ... ztRZf4Suwz-9UYyv1IW接下來(lái)的就明天再說(shuō)吧~今天收獲不小，總算把接收模塊給搞定了，給自己鼓勵(lì)下！

小結(jié)：
從昨天晚上在自制的面包板上把接收部分的電路搞通，調(diào)試正確，到上午把接收部分制作成模塊，再到現(xiàn)在嘗試發(fā)送模塊，時(shí)間過(guò)得真快，雖然很想再通宵一下，但是既然決定恢復(fù)正常，就忍耐下吧...明天繼續(xù)研究！

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