Hardwarový návrh ultrazvukového snímače rozsahu

Návrh jednočipového obvodu:

Protože mikrokontrolér integruje watchdog, porovnávací jednotku CCU, analogový komparátor, A/D převodník a další komponenty, zjednodušuje návrh obvodu a šetří náklady. MCU je napájen +3V a je napájen regulačním čipem HT7130. Používá krystalový oscilátor 2,4576 MHz se strojovým cyklem přibližně 0,8. Režim resetování MCU volí režim interního resetování při zapnutí. Při vnitřním resetu je vybrán převodník pro vzdálenost , pin Pl.5 je použit pouze jako vstup a je připojen pull-up rezistor R9. Když je software naprogramován, bit RPE UCFG1.6 je nastaven na 0. K dispozici je interní reset po zapnutí.

Ultrazvukový vysílací obvod:

The ultrazvukový snímač vzdálenosti vysílacího obvodu se skládá z ultrazvukového budícího obvodu a ultrazvukového převodníku (sondy). Ultrazvukový měnič je zařízení používané k vysílání a příjmu ultrazvukových vln. Je to nejdůležitější součást ultrazvukových snímačů rozsahu. Jeho výkonnostní index přímo ovlivňuje charakteristiky vysílání a příjmu ultrazvukových vln a hraje rozhodující roli ve schopnosti ultrazvukového dosahu. . Funkcí budícího obvodu je buzení ultrazvukového měniče a na měnič je aplikována určitá forma napěťového budícího signálu a piezoelektrický plátek měniče převádí elektrickou energii na ultrazvukový signál. Proto také budicí signál přímo ovlivňuje charakteristiky ultrazvukového signálu.

Ultrazvukový přijímací obvod:

Funkce převodník pro měření vzdálenosti má zachytit ultrazvukový echo signál. Přijímací systém se skládá ze dvou částí: jedna je část pro úpravu signálu; druhá je část pro získávání signálu. Převodník ultrazvukového senzoru převádí ultrazvukový echo signál na elektrický pulzní signál, ale jediný čip nemůže přímo sbírat signál, protože ultrazvuková vlna má určitou ztrátu během šíření šíření a překážek odražených různými médii a amplituda echo signálu sleduje překážku. Vzdálenost objektu se zmenšuje a zmenšuje. Před vstupem signálu do jediného čipu je tedy nutné zesílit efektivní signál, odfiltrovat šum a rušení, dosáhnout maximálního odstupu signálu od šumu, tím získat přesné informace a nakonec po srovnání a tvarování vstoupit do jediného čipu.

Obvod zesilovače pro příjem a filtraci echa:

Signál echa se bude s rostoucí vzdáleností při šíření ultrazvukové vlny snižovat. Tento článek používá čip k zesílení signálu. Jedná se o čtyřvstupový, vysoce výkonný, nízkošumový operační zesilovač s velmi vysokým konverzním poměrem. , nízké vstupní předpětí a předpětí, nízký teplotní koeficient posunu napětí. Je to obvod zesilovače pro příjem a filtraci echa.