超聲波測距離傳感器主要應(yīng)用于汽車的倒車?yán)走_(dá)、及機(jī)器人自動(dòng)避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場如液位、井深、管道長度等場合。目前有兩種常用的超聲波測距方案：一種是基于單片機(jī)或者嵌入式設(shè)備的超聲波測距系統(tǒng)；另一種是基于CPLD的超聲波測距系統(tǒng)。
超聲波測距原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。首先，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，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(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間T秒，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離L，即：L=C×T/2。這就是所謂的時(shí)間差測距法。
超聲波測距離傳感器模塊擁有兩種可選的傳輸模式，分別是：
1.自由運(yùn)行模式：有電源時(shí)，傳感器自身發(fā)送觸發(fā)和突發(fā)信號(用于基本應(yīng)用)；
2.外部觸發(fā)模式：外部系統(tǒng)(控制器或處理器電路)控制觸發(fā)信號用于高級應(yīng)用。
這兩種模式適用于各種用途，此外該傳感器還涉及兩種輸入電源一種是低壓(5V)適用于處理器電路另一種是高壓(12V)適用于控制器可測量到障礙物的距離為3.5m(at 5V)、5m(at 12V)，并用UART通訊發(fā)送數(shù)據(jù)，分辨率在5mm以內(nèi)。另一方面在各種場合用戶可根據(jù)自身環(huán)境選擇不同的設(shè)置模式比如自由運(yùn)行/UART觸發(fā)/外部觸發(fā)設(shè)置等，同時(shí)也可根據(jù)測UART通訊波特率設(shè)定決定是否設(shè)置使用環(huán)形緩沖區(qū)，輸出信號具有高性能ASIC芯片，保證穩(wěn)定傳輸、靈敏接收等特點(diǎn)，因此傳感器到PC的通訊使用“接口板”(RS232,功率調(diào)節(jié)器)數(shù)據(jù)顯示使用PC上的監(jiān)控程序(可用超級終端)可以將實(shí)際接收的超聲波實(shí)時(shí)放大用UART(ASCII,mm)輸出距離數(shù)在根據(jù)實(shí)時(shí)將探測信號轉(zhuǎn)為TTL電平矩形信號(方波)。
