基于超聲波傳感器的障礙物檢測課程設(shè)計報告-文庫吧資料
2024-09-02 20:04本頁面
【正文】 輸入低電平信號時，超聲波回波接收電路輸出端能輸出高電平信號。 圖 6 555 定時器電路 圖 6 超聲波發(fā)射電路 超聲波回波接收電路部分 超聲波回波接收電路包括一級有源低通濾波電路、 無限增益多路反饋二階 低通 濾波器 、回波二值化電路組成。 555 定時器電路圖如圖 5所示。然后利用比較器進行二值化處理，當在超聲波回波接收電路輸入端輸入低電平信號時，超聲波回波接收電路輸出端能輸出高電平信號。另外，在本次試驗中我們利用一個 2nF 的電容代替超聲波傳感器，因此，在輸出端輸出 100V~150V 信號時，在另外的超聲波回波電路輸入端會接收到一個 VPP=60mV~2V， f=40KHZ的信號。因此，我們設(shè)計的超聲波發(fā)射電路包括升壓激勵模塊以及 555 定時器方波發(fā)生器模塊，而超聲波回波接收電路包括一級低通濾波電路 、 二級低通電路、回波二值化電路模塊。由于超 聲波傳感器是收發(fā)兩用傳感器，因此在發(fā)出超聲波的同時也會接收到一個 60mV~2V 左右的信號作為反饋信號，但由于信號幅值較小同時包含噪聲，我們需要首先對其濾波放大。 圖 5 一階低通濾波器以及無限增益多路反饋低通濾波器 公式（ 1） 三、超聲波傳感器的障礙物檢測電路設(shè)計思路 本次仿真實驗設(shè)計電路包括超聲波發(fā)射電路、超聲波回波接收電路兩部分。圖 2 所示 分別 是 一階有源低通濾波器和 由單一運算放大器構(gòu)成的無限增益多路反饋二階 低 通濾波電路的基本結(jié)構(gòu)。 低通濾波器 濾波器的工作原理是當信號與噪聲分布在不同的頻帶中時，利用濾波器對不同頻率信號有不同的衰減特點，從頻率域?qū)崿F(xiàn)信號分離。外加電壓越大，振蕩器輸出脈沖周期越大，即頻率越低；外加電壓越小，振蕩器輸出脈沖周期越小，即頻率越 高。因此從揚聲器中聽到間歇式的 嗚 ......嗚 聲響。 圖 4 555定時器構(gòu)成的多協(xié)振蕩器參考圖 多諧振蕩器應用舉例： ： 將兩個多諧振蕩器連接起來，前一個振蕩器的輸出接到后一個振蕩器的復位端，后一個振蕩器的輸出 接到揚聲器上。本次仿實驗中我們將利用 555 定時器構(gòu)成的多協(xié)振蕩器產(chǎn)生脈沖信號。 555 定時器內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T及功率輸出級。 電 容器 C 放電所需的時間為： tPL=R*ln2≈*R ；當 C放電結(jié)束時， T截止， Vcc 將通過 R R2向電容器 C 充電， Vc 由 Vcc/3 上升到 2Vcc/3 所需的時間為 :tPH=(R1+R2)*C*ln2≈*(R1+R2)*C ；當 Vc 上升到 2Vcc/3 時，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復始，在輸出端就得到了一個周期性的方波，其頻率： f=1/(tPL+tPH)≈[(R1+2*R2)*C] 555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā) 器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。 . 圖 3 多諧振蕩器的工作波形 因此，振蕩周期 T=T1+T2=(R1+2R2)C，振蕩頻率 f=1/T。多諧振 蕩器兩個暫穩(wěn)態(tài)的維持時間取決于RC 充、放電回路的參數(shù)。 多諧振蕩器的工作波形如圖所示 ， 電路接通電源的瞬間，由于電容 C 來不及充電， Vc=0v，所以 555 定時器狀態(tài)為 1，輸出 Vo 為高電平。 電路組成： 圖 2 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路 用 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖所示：圖中電容 C、 電阻
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