- 1 - 超声波测距设计 一、设计要求： 用超声波传感器和其它器件设计一个反射式超声波测距系统： 1. 测量距离不小于1.3m，数字显示清晰，无数字叠加现象。动态更新数字显示的测量结果， 更新时间约0.5秒左右。 2.测量精度优于0.1m，显示精度0.01m。 3.距离小于0.3m时，用蜂鸣片发出间歇式的“滴——滴”声响报警。 4.测量距离超过 1.3m时，给出达到测距要求的超量程指示。 二、设计思路： 2.1设计总的原理框图： 2.2 各单元电路的设计（要有分析、单元电路图、参数设计计算、仿真和功能说明）； 2.2.1 2Hz产生电路 电路图如右 分析：利用555定时器产生多谐震荡，经调整电阻电容， 得到所需方波。 周期计算：T=0.7（R1+2R2）C2 T=0.5s， 取 C2=470nF，则 R1+2R2=1.52MΩ 可取 R1=1 MΩ R2=300KΩ 超声波振荡器 控制门 超声波放大器 超声波放大滤波 正 弦 波前 沿 检计数显示电路 17kHZ CP信号 闸门 CP 信号 小于0.3m 蜂鸣报警 超量程灯光显示 超声波发射器 超声波接收器 清零 计数开启 计数停止 反射物 - 2 - 功能分析：①2HZ方波经整形后作为超声波发射端的控制信 号，②保证信号刷新能够被人眼观察到。 2.2.2 17Hz产生电路 电路图如右 分析：同 2Hz产生电路 周期计算：T=0.7（R3+2R4）C3 取 C3=10nF，则 R3+2R4=8.4kΩ 可取 R3=4.4KΩ R4=2KΩ 功能分析：对于 17Hz方波，假设声速为 340m/s，测量精 度为 0.1m，考虑利用反射接受超声波。使用 17Khz时钟作为十进制计数器的 CP信号，这 样每当计数器加 1，测量的距离就增大 0.01m。 2.2.3 40kHZ产生及超声波发射电路： 周期计算：T=0.7（R5+R6+2R7）C5 T=25us 取 C5=10nF，则 R5+R6+2R7=3.57Kω 可取 R5=R6=1KΩ R7 为 1KΩ 的可变电阻器 功能分析：2HZ 信号非门后得到的时钟信号，作为 40kHZ 控制端信号。当 2Hz 为高电平时， 超声波发射器发射 40Hz 的信号。 Start 端经经过 RC 环节使高电平部分变窄，再经过非门分别作为 74LS74 及 74LS90 的清零信号。 - 3 - 2.2.4 超声波接收电路 参数计算：运放放大倍数：Af =1+R2/R1=201 功能分析：①CR74信号作为 74LS74 的清零信号，当其为低电平时，触发器输出为高电平，经三输入与门开启，使 74LS90 开始计数。 ②信号接收后经过集成运放放大（约 200 倍），经非门整形后作为 74LS74 的时钟，产生控制信号，使 74LS90...
