超聲波傳感器在汽車倒車系統中的應用近年來隨著微電子技術發展而產生的小型價廉的微處理器（單片機）的出現，使超聲波測距傳感器的功能得到了提升。有了微處理器不僅使測距的精度大為提高，而且為超聲波測距技術的應用開辟更大的空間。超聲波測距的工作原理人能聽到的聲音頻率為：20Hz~20kHz，即為可聽聲波，超出此頻率范圍的聲音，即20Hz以下的聲音稱為低頻聲波，20kHz以上的聲音稱為超聲波。超聲波是一種只有少數生物（如蝙蝠、海豚）才能感覺的機械波，其頻率在20kHz以上，波長短，繞射小、能定向傳播。超聲波為直線傳播方式，頻率越高，繞射能力越弱，但反射能力越強。為此，利用超聲波的這種性能就可制成超聲波傳感器。超聲波測距的原理就是利用超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離（s），即：s=340t/2 。

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? ? 構成超聲測距系統的電路功能模塊包括發射電路、接收電路、鍵盤顯示電路、核心功能模塊單片機控制器及一些輔助電路。采取收發分離方式有兩個好處：一是收發信號不會混疊，接收探頭所接收到的純為反射信號；二是將接收探頭放置在合適位置，可以避免超聲波在物體表面反射時造成的各種損失和干擾，提高系統的可靠性。根據設計要求并綜合各方面因素，選擇了西安立宇電子科技有限公司的超聲波測距傳感器TCT40－16T/R（T 表示發射傳感器，R表示接收傳感器），最大探測距離為6m，發射擴散角為60度。同時，采用AT89C51單片機作為主控制器，用動態掃描法實現LED數字顯示，超聲波驅動信號用單片機的定時器完成，超聲波測距器的系統框圖如下圖1所示。超聲波發射電路原理圖如圖2所示：由NE555 時基電路及外圍元件構成40kHZ 多諧振蕩器電路，調節電阻器RP 阻值，可以改變振蕩頻率，最終達到40KHZ。同時用單片機控制NE555 第3 腳輸出端驅動超聲波換能器T40-16，使之發射出超聲波信號。電路簡單易制。電路工作電壓9V，工作電流40~50mA。

　　用555定時器接成的多諧振蕩器來驅動超聲波發射傳感器。555定時器外接電阻和電容構成的多諧振蕩電路。振蕩頻率 f主要取決于電阻 R1（包括電位器的阻值）、R2和電容 C1，當 R1、R2 和 C1固定時，改變電位器的阻值就可改變振蕩頻率，振蕩幅度由電源電壓來決定。

　　但是輸出的矩形波是不對稱的，占空比為：

　　這里采用獨立的 9V電源對三極管驅動電路供電，以增強超聲波發射的能量和測量精度。

　　接收電路電路的功能是將連續變化的信號放大，濾掉高頻干擾和噪聲，把連續變化的信號轉變為離散信號，量化后進入信號采集系統。 超聲波接收電路原理圖如下圖3所示，當R40-16感應到超聲波時，信號經過VT2，VT1兩級放大后再經整形濾波，最后有VT3放大輸出，若有收到40KHZ超聲波回波，輸出低電平到單片機，若無接收40KHZ超聲波的回波，輸出高電平到單片機。

　　3.4 單片機控制部分40KHZ的發射頻率由單片機的P3.2提供給軟件進行處理，回波經過AT89C51對接收到的信息進行處理后，被測的距離在LED上顯示，顯示的數據由P0口和P2口分別控制數碼管的段和位實現LED的顯示，顯示部分采用動態掃描顯示。兩位LED可表示4.9～0.1 m的距離，滿足顯示精度；若該距離小于預置的汽車低速安全剎車范圍（如：1m或0.5m），報警電路發出適當的警告提示音，由P2.4口的蜂鳴器輸出控制報警電路的工作。
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