具有无线传输功能的超声波测距仪设计

　　【摘要】超声波具有能量消耗缓慢，指向性强，传播距离较远等优点，因此，在使用传感器技术与自动控制技术结合的测距方法中，超声波测距应该是目前应用很普遍的一种，它广泛应用于倒车雷达、防盗、水位测量等等。

　　本设计采用了以AT89C51单片机为核心的高精度、低成本、微型化数字显示、无线传输超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序发射子程序、接收子程序、显示子程序、无线传输程序等模块组成。各个探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。并且简述了本系统的软硬件测试过程。

　　【关键词】89C51；超声波；测距；无线；24L01

　　1超声波测距的原理

　　本系统利用单片机控制超声波的发射和对超声波自发射至接收往返时间的计时。接收电路的输出端接单片机的外部中断源输入口。系统定时发射超声波，在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波的反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在单片机的外部中断源输入口产生一个中断请求信号，单片机一响应外部中断请求执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离,利用24L01无线模块将距离传输给单片机二，结果输出给外部显示。

　　2硬件电路设计

　　2.1超声波发射电路的设计

　　超声波信号由单片机产生，信号经过三极管后驱动超声波换能器发送超声波，途中碰到障碍物就立即返回。否则认为没有探测到物体。

　　此电路有两个三极管构成推拉式驱动电路，三极管工作在开关状态。当信号线来一个高电平时，三极管Q1导通，Q1的集电极高电平，Q2截止，Q2的发射极为低电平，从而使超声波换能器工作。

　　2.2超声波接收电路的设计

　　超声波接收是用来将探测波回波的声能转换为电信号，实现超声波回波的接收。在被测物距离较远的情况下回波很弱，要求将信号多次放大，放大后的信号整形、比较、触发后产生中断信号，此中断信号向CPU发中断请求，执行中断服务程序中，读取计时器的定时值。

　　2.3无线信号传输模块的设计

　　24L01应用电路一般工作于3.3V。24L01内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFKs滤波器、低噪声放大器、频率合成器，功率放大器等功能模块，需要很少的外围元件，因此使用起来非常方便，