课程设计--传感器物体检测电路设计

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1、课程设计用纸 第 1 页 目录目录 1 1. .课程设计任务书课程设计任务书 . 2 2.2.电路原理图电路原理图 4 3.3.设计思路设计思路 4 4.4.元件清单元件清单 6 5.5.主要元件介绍主要元件介绍. 7 5.1 5.1 超声波传感器超声波传感器 7 5 5.2 NE555.2 NE555 7 5.3 LM3935.3 LM393 9 5.4 LM29075.4 LM2907 芯片芯片 10 6.6.电路调试电路调试 . 12 6.16.1 电路调试结果（实物）电路调试结果（实物） 12 6.2 6.2 电路调试电压及波形电路调试电压及波形 . 13 7.7.个人体会个人体会 .

2、 15 8.8.参考文献参考文献 . 16 课程设计用纸 第 2 页 1 1. .课程设计任务书课程设计任务书 传感器原理与检测技术课程设计任务书传感器原理与检测技术课程设计任务书 题目：物体检测电路的制作 一、课程设计任务 超声波传感器是利用超声波作为信息传递媒介的传感器，本课题是利用超声波 传感器来检测物体的存在。电路由三部分组成：以 555 振荡电路作为超声波传感器 的驱动电路，以 LM393 芯片作为超声波传感器的接受电路,以 LM2907N 芯片把传感 器接受到的频率信号转化成电压信号并是发光二极管发光。 二、课程设计目的 通过本次课程设计使学生掌握：1）了解超声波传感器的结构和工作

3、原理；2） 利用超声波传感器监测物体的存在；3）掌握电子电路实际调试技巧。从而提高学 生系统的设计和调试能力。 三、课程设计要求 1、当有物体存在时，发光二极管熄灭； 2、当没有物体存在时，发光二极管发光。 四、课程设计内容 1、发射电路、接受电路、转化电路的设计； 2、电路的调试； 3、电路原理图中元件清单。 五、课程设计报告要求 报告中提供如下内容： 1、目录 2、正文 （1）课程设计任务书； （2）总体设计方案； （3）原理图（可手画也可用 protel 软件） ； （4）调试、运行及其结果； 3、收获、体会 4、参考文献 课程设计用纸 第 3 页 六、课程设计进度安排 周次 工作日 工

4、作内容 一 周 1 布置课程设计任务，查找相关资料，熟悉芯片 555、 LM393、LM2907N 工作原理； 2 原理图的设计及发射电路的搭建； 3 接受电路、转化电路的搭建与调试； 4 系统调试并完成课程设计报告； 5 答辩 本课题共需一周时间 七、课程设计考核办法 本课程设计满分为 100 分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答 辩三个方面进行评分，其所占比例分别为 20%、40%、40%。 课程设计用纸 第 4 页 2.2.电电路路原理图原理图 图一 超声波传感器物体检测电路 3.3.设计思路设计思路 图一所示的是使用直接检测方式检测物体的电路。 用 NE55 作为发射用超声

5、波传感器的驱动电路 其中的发射用超声波传感 器的驱动电路是使用时基电路 555 的他激型振荡驱动电路。可 以将频率预设成 40KHz，然后再 用频率调整电位器 VR1 将接收 用超声波传感器的输出电压调 整到最大。见右图。 课程设计用纸 第 5 页 用 LM393 制作接收电路 用 LM2907 进行信号处理 LM393 的输出端连接在了转速计用的集成电路 LM2907N 上。由于在 LM2907N 的内部有 F-V（频率-电压）转换电路和比较器电路，所以就变成了频率输入。这 么一来，LM393 的矩形波输出就变得非常方便了。 图五所示是 LM2907N 的内部电路， 表是它的电学特性。 在

6、LM393 的输出电压为 “L” 电平时，LM2907N 的输入就不足。这时，在 LM2907N 的第 11 号引脚 Vin-上就只有 约为0.6V的二极管正向电压降作为偏执电压， 这正好与LM393的电压振幅相吻合。 LM2907N 的 F-V（频率-电压）转换电压 Vout 为 Vout=Vcc*fin*C4R1 该电压与集成电路 LM2907N 内部的电压比较器进行比较后输出。在图一所示的电 路参数的情况下，当 Fin=40KHz 时，输出满刻度电压(12V)。那么，如果在比较器 的第 10 号脚 OP-输入比较电压 Vcc/2=6V，在 20KHz 以上时，比较器就会导通，发 光二极管发光。也就是说，通常在没有物体遮挡超声波的情况下，接收用的超声 波传感器 MA40A3R 中会有 40KHz 的频率输入。 对于接收用 的超声波传感器 MA40A3R 的输出 电压，使用比较 放大器 LM393 进 行放大。如右图。 课程设计用纸 第 6 页 4.4.元件清单元件清单 名称名称 图中代号图中代号 型号型号 备注备注 比较器 A1 L