一种超声波测速器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声波测速器，包括超声波发射模块、主控模块和超声波接收模块；所以通过建立一个以单片机为控制核心的基于超声波传感器的测速器，利用时差法进行速度的计算，计算过程更简单，更快捷；该装置还通过超声波传感器实现数据的采集之后，会对采集的信号进行滤波、放大、比较运算处理后得到与被测物体的距离，传送至单片机进行数据的实时处理，单片机将数据进行处理之后传输到显示模块和语音模块进行显示和播报，这让人们能及时和无误地知道汽车行驶的速率，为行车安全提供有效的保障。而且本系统电路原理图结构简单，组装成测速仪后体积小，便于携带。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波测速器
本技术涉及测速领域，具体涉及一种超声波测速器。
技术介绍
因为科学技术火箭喷发式的进步，速度测量系统正变得越来越成熟。从一开始的可以测量汽车的速度，然后到可以测出飞机火箭的速度，速度测量系统在现实生活中的作用变得越来越重要。还有从航天飞机到航空火箭，无不证明着测速器发挥的巨大作用，并且越来越成熟。然而，没有最完美的，只有更完美，人们对于测速器的要求在不断地提高，同时需求也越来越大。现在，关于超声波测速的运用非常广泛并且工艺成熟，已经和人们的生活密切相关，不可分离。监测速率的系统经常使用速度测量方法主要包括激光，超声波等，并通过适当的照片记录补充以形成的各种原理的监测系统。激光雷达测速技术，就是利用激光进行测距、测速和探测方向的意思。雷达装置装有红外线半导体激光二极管，当其工作时，二极管会发射出细小的高频率的光束照射在目标上，然后通过测量红外线光波在Ladar设备与目标之间的传输时间来计算出其速度。至于超声波测速，其使用最频繁的则是通过时差法测速，获取物体运动的时间和距离从而计算出期间的速度。超声波是一种具有很强穿透力的声波，它穿过雾、雨、雪后，信号依然强劲，所以它可以在较为恶劣的环境下使用，最重要的是超声波的制作成本相比其他的测速装置要低并且简单。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种超声波测速器。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种超声波测速器，包括：超声波发射模块，超声波接收模块和主控模块，所述主控模块包括单片机U1、输入电路、共振电路和电源输入滤波电路，所述输入电路包括排针J1、电阻R2和电阻R3，所述排针J1的第三针口Trig连接所述单片机U1的第一引脚P50和电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端接地，所述排针J1的第二针口Echo连接单片机U1的第二引脚P67和电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端接地，所述排针J1的第一针口接地，第四针口接+5V电源；所述共振电路包括电容C1、电容C6和晶体Y1，所述电容C1的一端连接单片机U1的第五引脚P65和晶体Y1的一端，所述的电容C1的另一端接地，所述电容C6的一端连接单片机U1的第六引脚P64和晶体Y1的另一端，所述电容C6的另一端接地；所述电源输入滤波电容设置有电容C2，单片机的第四引脚VDD连接+5V电源和电容C2的一端，所述电容C2的另一端接地；所述超声波发射模块包括电平转换芯片U2、放大电路、电荷泵电路和超声波发射头T40，所述放大电路包括三极管Q1和电阻R5，所述三极管Q1的集电极与+5V电源连接，基极与电阻R5的一端连接，发射极与所述电平转换芯片的VCC引脚连接，所述电阻R5的另一端与所述单片机U1的第十二引脚P53连接，所述电荷泵电路包括电容C3、电容C4、电容C8和电容C11，所述电容C3的一端接电平转换芯片U2的电平转换芯片U2的C2+引脚，另一端接电平转换芯片U2的C2-引脚，所述电容C4的一端接电平转换芯片U2的C1+引脚，另一端接电平转换芯片U2的C2-引脚，所述电容C8的一端接电平转换芯片U2的VS+引脚，另一端接电容C11的一端和接地，所述电容C11的另一端接所述电平转换芯片U2的VS-引脚，所述超声波发射头T40的一端与电平转换芯片U2的T1OUT引脚连接，另一端与电平转换芯片U2的T2OUT引脚连接；所述超声波接收模块包括运算放大器U3、三极管Q2、电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C7、电容C9、电容C10、电容C12、电容C15、电容C16和接收头R40，所述电阻R7的一端接+5V电源，另一端接三极管Q2的集电极、电阻R9的一端和单片机U1的第十引脚P60，所述三极管Q2的发射极接电阻Rb的一端和接地，所述三极管Q2的基极接电阻Rb的另一端和电阻Ra的一端，所述电阻Ra的另一端与运算放大器Q2的1OUT引脚连接，所述电阻R9的另一端接运算放大器U3的IN+引脚和电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端接运算放大器U3的2IN-引脚和电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接运算放大器U3的2OUT引脚和电容C9的一端，所述电容C9的另一端接电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端接运算放大器U3的3OUT引脚、电阻R14的一端和电容C12的一端，所述电容C12的另一端接电容C10的一端、电阻R15的一端和电阻R19的一端，所述电容C10的另一端接电阻R14的另一端和运算放大器U3的3IN-引脚，所述电阻R15的另一端接运算放大器U3的3IN+引脚，所述电阻R19的另一端接运算放大器U3的4OUT引脚，所述接收头R40的一端接地，另一端接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接电容C15，电容C15的另一端接电阻R18的一端和运算放大器U3的4IN-引脚，所述电阻R18的另一端接运算放大器U3的4OUT引脚，所述电阻Rc与电容C7和电阻R16并联，并联电路的一端接地，另一端接电阻R8、电阻R11和电阻R6，所述电阻R8的另一端接运算放大器U3的1IN-，所述电阻R11的另一端接+5V电源和电容C16的一端，所述电容C16的另一端接地，所述电阻R6的另一端接单片机U1的第九引脚P61连接。优选的，所述主控模块还包括语音模块、显示模块和蜂鸣模块。优选的，所述三极管Q1为PNP型三极管，所述三极管Q2为NPN型三级管。本技术的有益效果：1、本系统建立了一个以单片机为控制核心的基于超声波传感器的测速器，利用时差法进行速度的计算，计算过程更简单，更快捷。2、该装置通过超声波传感器实现数据的采集之后，会对采集的信号进行滤波、放大、比较运算处理后得到与被测物体的距离，传送至单片机进行数据的实时处理，单片机将数据进行处理之后传输到显示模块和语音模块进行显示和播报，这让人们能及时和无误地知道汽车行驶的速率，为行车安全提供有效的保障。3、本系统电路原理图结构简单，组装成测速仪后体积小，便于携带。附图说明从以下结合附图的描述可以进一步理解本技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。图1为本技术的的电路原理图；图2为本技术的其他模块的的电路原理图；图3为本技术测试过程的时序图；图4为本技术的程序流程图；图5为本技术的两个中断的程序图。具体实施方式为了使得本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本技术的范围内，并且受所附权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波测速器，其特征在于，包括：/n超声波发射模块、超声波接收模块和主控模块，所述主控模块包括单片机U1、输入电路、共振电路和电源输入滤波电路，所述输入电路包括排针J1、电阻R2和电阻R3，所述排针J1的第三针口Trig连接所述单片机U1的第一引脚P50和电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端接地，所述排针J1的第二针口Echo连接单片机U1的第二引脚P67和电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端接地，所述排针J1的第一针口接地，第四针口接+5V电源；所述共振电路包括电容C1、电容C6和晶体Y1，所述电容C1的一端连接单片机U1的第五引脚P65和晶体Y1的一端，所述的电容C1的另一端接地，所述电容C6的一端连接单片机U1的第六引脚P64和晶体Y1的另一端，所述电容C6的另一端接地；所述电源输入滤波电容设置有电容C2，单片机的第四引脚VDD连接+5V电源和电容C2的一端，所述电容C2的另一端接地；/n所述超声波发射模块包括电平转换芯片U2、放大电路、电荷泵电路和超声波发射头T40，所述放大电路包括三极管Q1和电阻R5，所述三极管Q1的集电极与+5V电源连接，基极与电阻R5的一端连接，发射极与所述电平转换芯片的VCC引脚连接，所述电阻R5的另一端与所述单片机U1的第十二引脚P53连接，所述电荷泵电路包括电容C3、电容C4、电容C8和电容C11，所述电容C3的一端接电平转换芯片U2的电平转换芯片U2的C2+引脚，另一端接电平转换芯片U2的C2-引脚，所述电容C4的一端接电平转换芯片U2的C1+引脚，另一端接电平转换芯片U2的C2-引脚，所述电容C8的一端接电平转换芯片U2的VS+引脚，另一端接电容C11的一端和接地，所述电容C11的另一端接所述电平转换芯片U2的VS-引脚，所述超声波发射头T40的一端与电平转换芯片U2的T1OUT引脚连接，另一端与电平转换芯片U2的T2OUT引脚连接；/n所述超声波接收模块包括运算放大器U3、三极管Q2、电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C7、电容C9、电容C10、电容C12、电容C15、电容C16和接收头R40，所述电阻R7的一端接+5V电源，另一端接三极管Q2的集电极、电阻R9的一端和单片机U1的第十引脚P60，所述三极管Q2的发射极接电阻Rb的一端和接地，所述三极管Q2的基极接电阻Rb的另一端和电阻Ra的一端，所述电阻Ra的另一端与运算放大器Q2的1OUT引脚连接，所述电阻R9的另一端接运算放大器U3的IN+引脚和电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端接运算放大器U3的2IN-引脚和电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接运算放大器U3的2OUT引脚和电容C9的一端，所述电容C9的另一端接电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端接运算放大器U3的3OUT引脚、电阻R14的一端和电容C12的一端，所述电容C12的另一端接电容C10的一端、电阻R15的一端和电阻R19的一端，所述电容C10的另一端接电阻R14的另一端和运算放大器U3的3IN-引脚，所述电阻R15的另一端接运算放大器U3的3IN+引脚，所述电阻R19的另一端接运算放大器U3的4OUT引脚，所述接收头R40的一端接地，另一端接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接电容C15，电容C15的另一端接电阻R18的一端和运算放大器U3的4IN-引脚，所述电阻R18的另一端接运算放大器U3的4OUT引脚，所述电阻Rc与电容C7和电阻R16并联，并联电路的一端接地，另一端接电阻R8、电阻R11和电阻R6，所述电阻R8的另一端接运算放大器U3的1IN-，所述电阻R11的另一端接+5V电源和电容C16的一端，所述电容C16的另一端接地，所述电阻R6的另一端接单片机U1的第九引脚P61连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种超声波测速器，其特征在于，包括：
超声波发射模块、超声波接收模块和主控模块，所述主控模块包括单片机U1、输入电路、共振电路和电源输入滤波电路，所述输入电路包括排针J1、电阻R2和电阻R3，所述排针J1的第三针口Trig连接所述单片机U1的第一引脚P50和电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端接地，所述排针J1的第二针口Echo连接单片机U1的第二引脚P67和电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端接地，所述排针J1的第一针口接地，第四针口接+5V电源；所述共振电路包括电容C1、电容C6和晶体Y1，所述电容C1的一端连接单片机U1的第五引脚P65和晶体Y1的一端，所述的电容C1的另一端接地，所述电容C6的一端连接单片机U1的第六引脚P64和晶体Y1的另一端，所述电容C6的另一端接地；所述电源输入滤波电容设置有电容C2，单片机的第四引脚VDD连接+5V电源和电容C2的一端，所述电容C2的另一端接地；
所述超声波发射模块包括电平转换芯片U2、放大电路、电荷泵电路和超声波发射头T40，所述放大电路包括三极管Q1和电阻R5，所述三极管Q1的集电极与+5V电源连接，基极与电阻R5的一端连接，发射极与所述电平转换芯片的VCC引脚连接，所述电阻R5的另一端与所述单片机U1的第十二引脚P53连接，所述电荷泵电路包括电容C3、电容C4、电容C8和电容C11，所述电容C3的一端接电平转换芯片U2的电平转换芯片U2的C2+引脚，另一端接电平转换芯片U2的C2-引脚，所述电容C4的一端接电平转换芯片U2的C1+引脚，另一端接电平转换芯片U2的C2-引脚，所述电容C8的一端接电平转换芯片U2的VS+引脚，另一端接电容C11的一端和接地，所述电容C11的另一端接所述电平转换芯片U2的VS-引脚，所述超声波发射头T40的一端与电平转换芯片U2的T1OUT引脚连接，另一端与电平转换芯片U2的T2OUT引脚连接；
所述超声波接收模块包括运算放大器U3、三极管Q2、电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：林观宇，张惠敏，
申请(专利权)人：广东技术师范大学天河学院，
类型：新型
国别省市：广东;44