专利名称：一种超声波测距系统的制作方法
技术领域：
一种超声波测距系统
技术领域：
本实用新型涉及电子领域，特别涉及一种由多块单一功能模块拼装成的超声波测距系统。
背景技术：
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，故而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。目前，越来越多的DIY用户也想将超声波测距或其他电路板应用到各种电子玩具或自制的电器中，以实现电子玩具或自制电器具有超声波发射和接收的功能。但由于现在市场上普遍的电子玩具中的电路板都是一个不可拆分的整体，这样使得电子玩具产品的功能固定，尤其是在电路中某一个单元发生故障时，整个产品将无法正常工作；对于某些喜欢动手拆卸或拼装玩具的用户来讲，无法了解该玩具中的电子构建的各个功能单元的结构及功能，失去了应有的趣味性。因此有必要提供一种可以很方便地相互拼装的由多块单一功能模块拼接成的超声波测距系统，这种超声波测距系统也可以作为电子积木、电子玩具或者教学演示工具使用。一方面在这种超声波测距系统的某一元件发生损坏时，可以仅替换该部分元件来减少浪费。另外一方面可以满足用户自己动手制作电子设备或者改装电子设备的需求。
实用新型内容本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。本实用新型的目的在于提供一种超声波测距系统，其由多块具有单一功能的电路板结合特定导线和插座拼接而成。为了达到本实用新型的目的，本实用新型提供一种超声波测距系统，所述超声波测距系统包括超声波收发模块，包括安装在一块电路板上的控制插座、超声波发射头和超声波接收头，所述控制插座中的两个导电端子分别与所述超声波发射头和超声波接收头相连；双四位数码管模块，包括安装在一块电路板上的两个四位数码管和输入插座，所述输入插座中的导电端子分别与所述四位数码管相连；电源模块，包括安装在一块电路板上的电源输入插座和电源输出插座，所述电源输入插座将输入电压直接输出或者降压后输出给所述电源输出插座；插座转接板，包含安装在一块电路板上的至少三个四针插座和一个两针插座，所述四针插座包含电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子，所述至少三个四针插座中的对应导电端子相连，所述两针插座包含电源端子和接地端子，并且分别与所述至少三个四针插座中的电源端子和接地端子相连；其中，一个四针插座与所述控制插座通过导线相连，另一个四针插座与所述输入插座通过导线相连，所述两针插座与所述电源输出插座通过导线相连； 控制模块，包含安装在一块电路板上的微处理芯片、第一控制插座和第二控制插座，所述第一控制插座中的两个导电端子和第二控制插座中的两个导电端子分别与所述微处理芯片的引脚相连；其中所述第一控制插座与所述六插座转接板中的一个四针插座相连；和按钮模块，包含安装在一块电路板上的按钮和按钮插座，所述按钮插座包含两个导电端子，所述按钮插座通过导线与所述第二控制插座相连。进一步地，所述超声波收发模块中的控制插座包括绝缘本体和位于所述绝缘本体内的四个导电端子，所述导电端子分别为电源端子、接收导电端子、发射导电端子和接地端子，其中，所述接收导电端子与所述超声波接收头相连，所述发射导电端子与所述超声波发射头相连。进一步地，所述双四位数码管显示模块还包括安装在所述电路板上的一输出插座、一移位寄存器电路和一控制驱动电路，其中输入信号和时钟信号通过所述输入插座输送给所述移位寄存器电路，所述移位寄存器电路输出的信号接到所述控制驱动电路中以控制驱动所述双四位数码管点亮，所述移位寄存器电路输出的输出信号和时钟信号通过输出插座输出；所述电路板上设置有便于该双四位数码管模块固定于其他物件上的穿孔。进一步地，所述输入插座包括绝缘本体和位于绝缘本体内部的四个导电端子，所述四个导电端子分别为电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子，其中所述第一数据端子用于输入串行信号，第二数据端子用于输入时钟信号。进一步地，所述电源模块中的电路板为矩形，所述电池输入插座设置于电路板的第一矩形边上，所述第一输出插座和第二输出插座并排设置于所述矩形电路板相对于第一矩形边的第三矩形边上，所述电源插座和所述开关并排设置于所述矩形电路板的第四矩形边上；所述输出电压控制器安装于所述电源插座和所述电路板的第二矩形边之间；所述电路板上设置有便于将该电源模块固定于其他物件上的穿孔；其中，所述开关控制所述电池输入插座和所述电源插座的供电线路的导通或关断，经所述电池输入插座和所述电源插座输入的电压输入所述输出电压控制器，经所述输出电压控制器降压后输出给所述第一输出插座或直接输出给所述第二输出插座。进一步地，所述插座转接板包含一块电路板和设置在所述电路板上的六个四针插座和一个二针插座，所述六个四针插座都包括绝缘本体和位于所述绝缘本体内部的四个导电端子，所述四个导电端子分别为电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子，所述六个四针插座中的相同导电端子互相相连，所述二针插座包括绝缘本体和位于绝缘本体内部的两个导电端子，所述两个导电端子分别为电源端子和接地端子，所述电源端子与所述六个四针插座中的电源端子相连，所述接地端子与所述六个四针插座中的接地端子相连。进一步地，所述控制模块包括一块电路板和设置在所述电路板上的第一控制插座、第二控制插座和微处理芯片，所述第一控制插座和第二控制插座均为四针插座，均包含绝缘本体和位于所述绝缘本体的四个导电端子，所述四个导电端子分别为电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子，所述第一控制插座中的第一数据端子和第二数据端子分别与所述微处理芯片中的两个引脚相连，所述第二控 制插座中的第一数据端子和第二数据端子分别与所述微处理芯片中的另两个引脚相连。进一步地，所述微处理芯片的型号为ATMEGA48芯片，所述第一控制插座中的第一数据端子与所述微处理芯片中的PDl引脚相连，所述第一控制插座中的第二数据端子与所述微处理芯片中的PDO引脚相连；所述第二控制插座中的第一数据端子经过第一电阻与所述微处理芯片中的PC5引脚相连，并且在所述第一电阻与所述微处理芯片之间通过第三电阻接电源；所述第二控制插座中的第二数据端子经过第二电阻与所述微处理芯片中的PC4 引脚相连，并且在所述第二电阻与所述微处理芯片之间通过第四电阻接电源。进一步地，所述按钮模块包括一块电路板和设置在所述电路板上的按钮和四个按钮插座，所述四个按钮插座均为二针插座，其均包含绝缘本体和位于绝缘本体内部的两个导电端子，所述两个导电端子分别为第一导电端子和第二导电端子，所述四个按钮插座中的第一导电端子互相相连，所述四个按钮插座中的第二导电端子互相相连，且所述按钮被按压时，所述四个按钮插座中的第一导电端子和第二导电端子导通。进一步地，所述按钮模块中的一个按钮插座通过导线与所述控制模块的第二控制插座相连，所述按钮插座中的第一导电端子与所述第二控制插座中的电源端子相连，所述按钮插座中的第二导电端子与所述第二控制插座中的第一数据端子相连。与现有技术相比，本实用新型中的超声波测距系统由多块具有单一功能的电路板结合特定导线和插座拼接而成，而不是一整块电路板实现。使得用户能够自由拆卸和拼装所述超声波测距系统，或者自行更换其中一块或者多块功能模块来实现其他功能。利用其中特定导线和插座所具有的拼装性，提高了单一功能模块复用性。
结合参考附图及接下来的详细描述，本实用新型将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中图1为本实用新型中的超声波测距系统在一个实施例中的结构示意图；图2为本实用新型中的超声波收发模块在一个实施例中的结构示意图；图3为本实用新型中的双四位数码管模块在一个实施例中的结构示意图；图4为本实用新型中的电源模块在一个实施例中的结构示意图；图5为本实用新型中的插座转接板在一个实施例中的结构示意图；图6为本实用新型中的控制模块在一个实施例中的结构示意图；图7为图6中的微处理芯片在一个实施例中的结构示意图；图8为本实用新型中的按钮模块在一个实施例中的结构示意图；图9为本实用新型中的二针插座在一个实施例中的结构示意图；和图10为本实用新型中的四针插座在一个实施例中的结构示意图。
具体实施方式[0036]本实用新型的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本实用新型技术方案的运作。为透彻的理解本实用新型，在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时，本实用新型则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说，为避免混淆本实用新型的目的，由于熟知的方法、程序、成分和电路已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本实用新型的限制。本实用新型中的超声波测距系统包括有超声波收发模块、双四位数码管模块、电源模块、插座转接板、控制模块和按钮模块等多块具有单一功能的模块拼接而成。其中每一个具有单一功能的模块都由一块独立的电路板实现，在每块独立的电路板上设置有特定的插座，藉由两端包含有匹配于所述特定插座的插头的导线可以将各个功能模块之间相连， 从而形成一超声波测距系统。该超声波测距系统可以由用户自由拆分和拼装。请参考图1，其示出了本实用新型中的超声波测距系统在一个实施例100中的结构示意图。所述超声波测距系统100包括超声波收发模块110、双四位数码管模块120、电源模块130、插座转接板140、控制模块150和按钮模块160。所述超声波收发模块110具有发送超声波并接收物体反射回的超声波的功能；所述双四位数码管模块120具有显示数字的功能；所述电源模块130具有为整个超声波测距系统供电的功能；所述插座转接板140 具有连通不同功能模块上的插座，并导通不同插座中相同导电端子的功能；所述控制模块 150内置预定程序，可以根据控制逻辑发射信号和接收信号；所述按钮模块160具有其自身按钮被按压后接通其自身插座内两个导电端子的功能。为了更为详尽地描述本实用新型的各个方面，下面请参考图2至图10。请参考图2，其示出了本实用新型中的超声波收发模块110在一个实施例200中的结构示意图。所述超声波收发模块200可以发送超声波和接收被物体反射回来的超声波。所述超声波收发模块200包括一块电路板210以及安装在所述电路板210上的控制插座220、电源开关230、超声波发射头240、超声波接收头250和激光灯260，其中所述电路板210为矩形，所述控制插座220位于所述电路板210第一矩形边上，所述超声波发射头 240位于所述电路板210的第二矩形边上，所述电源开关230位于所述电路板210的第三矩形边上，所述超声波接收头250位于所述电路板210的第四矩形边上，所述激光灯260位于所述电路板210的第二矩形边和第四矩形边之间，所述电路板210的第三矩形边可以与所述电路板210的第一矩形边相对。所述控制插座220为一个四针插座，其包括外部的绝缘本体以及绝缘本体的内的四个导电端子，四个导电端子分别为电源端子VCC、第一数据端子RX、第二数据端子TX和接地端子GND，其中电源端子VCC接电源，接地端子GND接地。外部模块发送给所述超声波收发模块200的超声波信号通过第二数据端子TX输入给所述超声波收发模块200内的电路中，然后经过内部电路传输给所述超声波发射头240发出超声波，所述超声波被物体发射回来后，经所述超声波接收头250接收转为超声波信号，由所述超声波收发模块200内的电路输出给所述第一数据端子RX，最终输出给外部模块。其中激光灯260在所述超声波收发模块200运行时发出指引光，帮助用户定位想要探测的物体。所述电源开关230为可以分两种状态拨动的开关，负责所述超声波收发模块200的电源导通与关闭。 所述超声波收发模块200还包括四个穿孔270，其可将超声波接收模块200固定于其他物件上。综上所述，所述超声波收发模块200具有发送超声波并接收物体反射回的超声波的功能，并且外部模块只需要通过所述控制插座220中的第二数据端子TX就可以控制所述超声波收发模块200发射超声波。外部模块还可以通过所述控制插座220中的第一数据端子RX接收所述超声波收发模块200接收到的被物体反射回来的超声波。请参考图3，其示出了本实用新型中的双四位数码管模块120在一个实施例300中的实施示意图。所述双四位数码管模块300可以根据输入信号的不同而显示不同的数字。所述双四位数码管模块300包括一块电路板310以及安装在所述电路板310上的输入插座320、输出插座330和两个四位数码管340，其中所述电路板310中包含一移位寄存器电路(未示出)和一控制驱动电路(未示出)，其中输入信号和时钟信号通过所述输入插座330输送给所述移位寄存器电路，所述移位寄存器电路输出的信号接到所述控制驱动电路中以控制驱动所述四位数码管340点亮，所述移位寄存器电路输出的输入信号和时钟信号也可以通过输出插座330输出给其它级联的双四位数码管模块；所述电路板310上设置有便于该双四位数码管模块300固定于其他物件上的穿孔350，所述电路板310为一矩形，其中所述输入插座320和输出插座330并列位于所述电路板310的一个边上。所述输入插座320为四针插座，其包括绝缘本体和位于绝缘本体内部的四个导电端子，分别为电源端子VCC、第一数据端子DATA、第二数据端子CLK和接地端子GND，其中，电源端子VCC用于接电源，接地端子GND用于接地，所述第一数据端子DATA用于输入串行信号，第二数据端子CLK用于输入时钟信号。所述输出插座330为四针插座，其包括绝缘本体和位于绝缘本体内部的四个导电端子，分别为电源端子VCC、第一数据端子D0UT、第二数据端子CLK和接地端子GND。其中， 电源端子VCC用于接电源，接地端子GND用于接地，所述第一数据端子DOUT用于输出串行信号，第二数据端子CLK用于输出时钟信号。其具体结构与输入插座330类似。由此可知， 所述输出插座330输出的数据(包括输出信号和时钟信号)与输入插座320输入的数据 (包括输入信号和时钟信号)为同类型数据，则从输出插座130输出的数据也可以作为另一个双四位数码管模块300的输入数据，即数个所述双四位数码管模块300可以级联。综上所述，所述双四位数码管模块中的移位寄存器电路根据输入信号以点亮数码管，所述移位寄存器电路的输出信号可以控制驱动电路以选择是第一四位数码管还是第二四位数码管，以及在选择数码管后进一步选择其中的数字，这样根据动态扫描法，可以点亮所有的数码管。由于根据动态扫描法点亮数码管是本领域技术人员所熟知的内容，故本文不再累述。请继续参考图4，其示出了本实用新型中的电源模块130在一个实施例400中的结构示意图。所述电源模块400具有将电池盒电源或者变压器电源提供的电压输入给与其连接的功能模块以供电的功能。所述电 源模块400包括一块电路板410以及安装在所述电路板410上的电池输入插座420、第一输出插座430、第二输出插座440、电源插座450、开关460以及输出电压控制器 470。所述电路板410为矩形，所述电池输入插座420设置于所述电路板410的第一矩形边上，所述第一输出插座430和第二输出插座440并排设置于所述矩形电路板410的第三矩形边上，所述电源插座450和所述开关460并排设置于所述矩形电路板410的第四矩形边上；所述输出电压控制器470安装于所述电源插座450和所述电路板410的第二矩形边之间；所述电路板410上设置有便于将该电源模块400固定于其他物件上的穿孔480和穿孔490，其中所述电路板410的第一矩形边和第二矩形边相对。其中，所述电源模块400可以采取两种方式供电，一种是所述电池输入插座420连接电池盒供电；另一种是所述电源插座450连接变压器的5. 5mm直流电源插头来供电。其中一端连接220V交流电且另一端为5. 5mm直流电源插头的变压器是现有技术中非常成熟的商品，广泛应用于传统便携收音机、录音机和复读机等设备上。所述开关460可以控制所述电池输入插座420和所述电源插座450的供电线路的导通或关断而控制是否供电，在供电状态时，经所述电池输入插座420或者所述电源插座输入450的电压输入所述输出电压控制器470，经所述输出电压控制器470处理后分别经所述第一输出插座430或第二输出插座输出440。所述处理是指，所述电压经过输出电压控制器470处理后从所述第一输出插座 430输出3. 3V电压，而从所述第二输出插座440输出的则是5V电压，以便满足不同功能模块的供电要求。所述输出电压控制器470可能是0欧电阻、LDO稳压器等等，实现方式可以多种多样。综上所述，所述电源模块可以采用电池盒或者变压器两种供电方式中的一种向与其连接的功能模块供电。并且第一输出插座和第二输出插座的输出电压可以不同，以满足不同功能模块的供电要求。请参考图5，其示出了本实用新型中的插座转接板140在一个实施例500中的结构示意图。所述插座转接板500主要作用为将相同或者不同插座内的相同导电端子相连。所述插座转接板500包括一块矩形电路板510，以及设置在所述矩形电路板510第一矩形边上的第一四针插座520 ；并排设置在所述矩形电路板510上的第二四针插座530 和第三四针插座540 ；并排设置在所述矩形电路板510上的第四四针插座550和二针插座 560 ；并排设置在所述矩形电路板510上的第五四针插座570和第六四针插座580。其中第一四针插座520、第二四针插座530、第三四针插座540、第四四针插座550、第五四针插座 570和第六四针插座580都包括绝缘本体和位于所述绝缘本体内的电源端子VCC、第一数据端子TXD、第二数据端子RXD和接地端子GND，并且所述六个四针插座中的相同的导电端子相通，也就是说，所述六个四针插座中的电源端子VCC互相相连、所述六个四针插座中的第一数据端子TXD互相相连、所述六个四针插座中的第二数据端子RXD互相相连、所述六个四针插座中的接地端子GND互相相连。所述二针插座560包括绝缘本体和位于所述绝缘本体内的电源端子VCC和接地端子GND，并且所述电源端子VCC和接地端子GND与前述六个四针插座中的电源端子VCC和接地端子GND分别相连。综上所述，所述插座转接板500可以将连接在其上面的各个模块的相同导电端子相连，达到连接作用。特别地，如果所述二针插座560连接电源模块的话，可以为所述插座转接板500连接的各个功能模块供电。所述插座转接板500的电路板上同样还包括有两个穿孔590，通过所述两个穿孔590和螺丝可以将所述插座转接板500非常方便地安装于其他物体上应该意识到，本文中将所有四针插座内的导电端子依次都命名为电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子，并且认为名称相同的导电端子为相同的导电端子。但是对于第一数据端子和第二数据端子，这种相同只代表导电端子的名称相同和导电端子在四针插座内的位置相同，并不代表所述导电端子在不同的模块中的功能和传输的信号相同。所述第一数据端子和第二数据端子在不同的功能模块中具有的功能和具体传输的信号可能相同和不同，由具体功能模块所决定。请参考图6，其示出了本实用新型中的控制模块150在一个实施例中600的结构示意图。所述控制模块600中包含一微处理芯片，所述微处理芯片中包含预定程序或者预定逻辑，可以根据预定逻辑来发出信号和接收并处理信号。所述控制模块600包括一块矩形电路板610和设置在所述矩形电路板610第一矩形边上的第一控制插座620、设置在所述矩形电路板610第三矩形边上的第二控制插座630 和设置在所述矩形电路板610中央的微处理芯片640。请结合参考图7，所述微处理芯片 640可以采用型号为ATMEGA48的微处理芯片640，该微处理芯片640包括PDl引脚、PDO引脚、PC5引脚和PC4引脚。所述第一控制插座620为四针插座，其包括绝缘本体和绝缘本体内的四个导电端子，所述四个导电端子分别为电源端子VCC、第一数据端子TXD、第二数据端子RXD和接地端子GND。其中，电源端子VCC接电源V，接地端子GND接地，所述第一数据端子TXD与所述微处理芯片640的PDl引脚相连；所述第二数据端子RXD与所述微处理芯片640的PDO引脚相连。所述第二控制插座630为四针插座，其包括绝缘本体和绝缘本体内的四个导电端子，所述四个导电端子分别为电源端子VCC、第一数据端子SCL、第二数据端子SDA和接地端子GND。其中，电源端子VCC接电源V，接地端子GND接地，所述第一数据端子SCL经由第一电阻Rl与所述微处理芯片640的PC5引脚相连，并在所述第一电阻Rl和所述微处理芯片 640之间还通过第三电阻R3接VCC ；所述第二数据端子SDA经由第二电阻R2与所述微处理芯片640的PC4引脚相连，并在所述第二电阻R2与所述微处理芯片640的PC4之间还通过第四电阻R4接VCC。所述微处理芯片640可以通过在线系统编程(in-system programming, ISP)协议下载预定的程序在内部以实现预定逻辑功能。至于所述型号为ATMEGA48的微处理芯片 640的更多细节，可以参考该微处理芯片的相关技术文档，本文中只涉及与本实用新型有关的相关细节。综上所述，所述控制模块包含两个控制插座，这两个控制插座内的相关导电端子与微处理芯片的引脚相连，而微处理芯片内部又预置了预定程序，所以微处理芯片可以根据预定程序来实现发送信号和对接收到的信号的处理功能，所述发送信号和接收信号则通过所述两个控制插座来实现。请继续参考图8，其示出了本实用新型中按钮模块160在一个实施例800中的结构示意图。所述按钮模块800包含有按钮和二针插座，所述按钮可以被按压，并且所述按钮在被按压时将所述二针插座内的导电端子互相导通。所述按钮模块800包括一块矩形电路板810，并排设置在所述矩形电路板810第一矩形边上的第一二针插座820和第二二针插座830，并排设置在所述矩形电路板810第二矩形边上的第三二针插座840和第四二针插座850，以及设置在所述矩形电路板810中央的按钮 860。
所述第一二针插座820、第二二针插座830、第三二针插座840和第四二针插座850 均为二针插座，都包含绝缘本体和位于绝缘本体内部的二个导电端子，所述二个导电端子分别为第一导电端子Dl和第二导电端子D2，所述四个二针插座内的第一导电端子Dl互相导通；所述四个二针插座内的第二导电端子D2互相导通。并且当所述按钮860被按压时， 所述第一导电端子Dl和第二导电端子D2互相导通。综上所述，所述按钮模块具有以下功能，在所述按钮分别处于按压和释放状态时， 将所述按钮模块上的二针插座内的两个导电端子导通和截止的功能。结合上述各个功能模块的详细介绍，请重新参考图1，所述超声波收发模块110的控制插座是一个四针插座，通过两端带有匹配插头的导线(未具体示出)与所述插座转接板140上的一个四针插座相连；所述双四位数码管模块120的输入插座是一个四针插座， 通过两端带有匹配插头的导线与所述插座转接板140上的另一个四针插座相连；所述电源模块130上的第一输出插座是一个二针插座，通过两端带有匹配插头的导线与所述插座转接板140上的二针插座相连；所述控制模块150上的第一控制插座是一个四针插座，通过两端带有匹配插头的导线与所述插座转接板140上的再一个四针插座相连；而所述控制模块150上的第二控制插座是一个四针插座，通过两端带有匹配插头的导线与所述按钮模块 160上的一个二针插座相连，此时，所述二针插座里面的第一导电端子Dl对应于所述第二控制插座里面的电源端子VCC，所述二针插座里面的第二导电端子D2对应于所述第二控制插座里面的第一数据端子SCL。在所述超声波测距系统100运行时，所述电源模块130还需要外接电池盒电源或者变压器电源来向所述超声波测距系统100中的各个模块供电，在一个实施例中，所述供电电压为3. 3V。此时，当所述按钮模块160中的按钮被按压时，所述按钮模块160中的第一导电端子Dl和第二导电端子D2导通，由于导线的连接作用也即第二控制插座里面的电源端子VCC和第一数据端子SCL导通，所述第一数据端子SCL上的电压变为VCC电压也即高电平，所述控制模块150在接收该高电平信号后，会在第一控制插座上的第二数据端子RXD 上发出一定赫兹的超声波信号，该超声波信号经过所述插座转接板140传输给所述超声波收发模块110的控制插座中的第二数据端子TX，所述超声波收发模块110在接收到所述超声波信号后，通过超声波发射头240发射超声波，超声波被物体反射后又被所述超声波接收头250接收并转化为超声波信号后通过所述超声波收发模块110中的控制插座中的第一数据端子RX发送，所述超声波信号经过所述插座转接板140传输给所述控制模块的第一控制插座上的第一数据端子TXD。所述控制模块150根据发送的超声波信号和接收到的超声波信号的时间差计算出超声波收发模块110与物体之间的距离，然后根据所述距离生成相应包含时钟信号和输入信号的显示信号，所述控制模块150通过第一控制插座中的第一数据端子和第二数据端子分别传输所述时钟信号和输入信号给所述插座转接板140，所述插座转接板140再传输所述时钟信号和输入信号给所述双四位数码管120模块以显示，最后显示出对应的数字给用户，该数字代表了所述超声波收发模块110与物体之间的距离，完成整个测距过程。 作为本实用新型中的重点和亮点之一，所述各个功能模块具有的功能比较简单， 同时每个功能模块分别用一块电路板设计制造，并且在这块电路板上设置特定的插座作为接口，使得这些模块可以方便地用两端带插头的导线拼装和拆卸。为了进一步描述这部分内容。请参考图9，其示出了本实用新型中的二针插座在一个实施例900中的结构示意图。所述二针插座900包括绝缘本体902和在绝缘本体902内的导电端子904、导电端子 906。其中绝缘本体902可以为一次成型的塑料材质器件，其形状如同少一个面的六面体盒子，同时在另外三个面有三个便于固定插头的凹槽，这些凹槽还可以避免对应的插头插反。 所述导电端子904和导电端子906为可以导电的金属丝。所述金属丝呈90度，所述金属丝的一端平行与电路板安置在绝缘本体902的“六面体盒子”内；所述金属丝的另一端垂直于电路板并在与电路板接触的地方通过焊锡与电路板上的导电线迹焊接在一起。请参考图10，其示出了本实用新型中的四针插座在一个实施例1000中的结构示意图。所述四针插座1000包括绝缘本体1002和在绝缘本体1002内的导电端子1004、导电端子1006、导电端子1008和导电端子1010。其中绝缘本体1002可以为一次成型的塑料材质器件，其形状如同少一个面的六面体盒子，同时在另外三个面有四个便于固定插头的凹槽，这些凹槽还可以避免对应的插头插反。所述导电端子1004、导电端子1006、导电端子 1008和导电端子1010为可以导电的金属丝。所述金属丝呈90度，所述金属丝的一端平行与电路板安置在绝缘本体1002的“六面体盒子”内；所述金属丝的另一端垂直于电路板并在与电路板接触的地方通过焊锡与电路板上的导电线迹焊接在一起。上述插座的特点在于，从每块电路板的俯视角度看，每个插座内的导电端子沿逆时针呈电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子的顺序排列，配合具有防呆凸肋的导线，当两个相同的插座相连时，相同名称和在插座内相同位置的导电端子会相连，不会发生误连现象。因为本实用新型的用户有可能是小学生，小学生因为对结构的不了解可能采用导线和模块之间互相乱插，而采用这种带防呆凹槽的插座和特定的导电端子排列顺序，使得即便用户胡乱连接各个模块，也不会导致短路而烧毁电子模块。上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式
。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式
所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于所述具体实施方式
。
权利要求1.一种超声波测距系统，其特征在于，其包括超声波收发模块，包括安装在一块电路板上的控制插座、超声波发射头和超声波接收头，所述控制插座中的两个导电端子分别与所述超声波发射头和超声波接收头相连；双四位数码管模块，包括安装在一块电路板上的两个四位数码管和输入插座，所述输入插座中的导电端子分别与所述四位数码管相连；电源模块，包括安装在一块电路板上的电源输入插座和电源输出插座，所述电源输入插座将输入电压直接输出或者降压后输出给所述电源输出插座；插座转接板，包含安装在一块电路板上的至少三个四针插座和一个两针插座，所述四针插座包含电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子，所述至少三个四针插座中的对应导电端子相连，所述两针插座包含电源端子和接地端子，并且分别与所述至少三个四针插座中的电源端子和接地端子相连；其中，一个四针插座与所述控制插座通过导线相连，另一个四针插座与所述输入插座通过导线相连，所述两针插座与所述电源输出插座通过导线相连；控制模块，包含安装在一块电路板上的微处理芯片、第一控制插座和第二控制插座，所述第一控制插座中的两个导电端子和第二控制插座中的两个导电端子分别与所述微处理芯片的引脚相连；其中所述第一控制插座与所述六插座转接板中的一个四针插座相连；和按钮模块，包含安装在一块电路板上的按钮和按钮插座，所述按钮插座包含两个导电端子，所述按钮插座通过导线与所述第二控制插座相连。
2.根据权利要求1所述的超声波测距系统，其特征在于，所述超声波收发模块中的控制插座包括绝缘本体和位于所述绝缘本体内的四个导电端子，所述导电端子分别为电源端子、接收导电端子、发射导电端子和接地端子，其中，所述接收导电端子与所述超声波接收头相连，所述发射导电端子与所述超声波发射头相连。
3.根据权利要求2所述的超声波测距系统，其特征在于，所述双四位数码管显示模块还包括安装在所述电路板上的一输出插座、一移位寄存器电路和一控制驱动电路，其中输入信号和时钟信号通过所述输入插座输送给所述移位寄存器电路，所述移位寄存器电路输出的信号接到所述控制驱动电路中以控制驱动所述双四位数码管点亮，所述移位寄存器电路输出的输出信号和时钟信号通过输出插座输出；所述电路板上设置有便于该双四位数码管模块固定于其他物件上的穿孔。
4.根据权利要求3所述的超声波测距系统，其特征在于，所述输入插座包括绝缘本体和位于绝缘本体内部的四个导电端子，所述四个导电端子分别为电源端子、第一数据端子、 第二数据端子和接地端子，其中所述第一数据端子用于输入串行信号，第二数据端子用于输入时钟信号。
5.根据权利要求1所述的超声波测距系统，其特征在于，所述电源模块中的电路板为矩形，所述电池输入插座设置于电路板的第一矩形边上，所述第一输出插座和第二输出插座并排设置于所述矩形电路板相对于第一矩形边的第三矩形边上，所述电源插座和所述开关并排设置于所述矩形电路板的第四矩形边上；所述输出电压控制器安装于所述电源插座和所述电路板的第二矩形边之间；所述电路板上设置有便于将该电源模块固定于其他物件上的穿孔；其中，所述开关控制所述电池输入插座和所述电源插座的供电线路的导通或关断，经所述电池输入插座和所述电源插座输入的电压输入所述输出电压控制器，经所述输出电压控制器降压后输出给所述第一输出插座或直接输出给所述第二输出插座。
6.根据权利要求1所述的超声波测距系统，其特征在于，所述插座转接板包含一块电路板和设置在所述电路板上的六个四针插座和一个二针插座，所述六个四针插座都包括绝缘本体和位于所述绝缘本体内部的四个导电端子，所述四个导电端子分别为电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子，所述六个四针插座中的相同导电端子互相相连，所述二针插座包括绝缘本体和位于绝缘本体内部的两个导电端子，所述两个导电端子分别为电源端子和接地端子，所述电源端子与所述六个四针插座中的电源端子相连，所述接地端子与所述六个四针插座中的接地端子相连。
7.根据权利要求1所述的超声波测距系统，其特征在于，所述控制模块包括一块电路板和设置在所述电路板上的第一控制插座、第二控制插座和微处理芯片，所述第一控制插座和第二控制插座均为四针插座，均包含绝缘本体和位于所述绝缘本体的四个导电端子， 所述四个导电端子分别为电源端子、第一数据端子、第二数据端子和接地端子，所述第一控制插座中的第一数据端子和第二数据端子分别与所述微处理芯片中的两个引脚相连，所述第二控制插座中的第一数据端子和第二数据端子分别与所述微处理芯片中的另两个引脚相连。
8.根据权利要求7所述的超声波测距系统，其特征在于，所述微处理芯片的型号为 ATMEGA48芯片，所述第一控制插座中的第一数据端子与所述微处理芯片中的PDl引脚相连，所述第一控制插座中的第二数据端子与所述微处理芯片中的PDO引脚相连；所述第二控制插座中的第一数据端子经过第一电阻与所述微处理芯片中的PC5引脚相连，并且在所述第一电阻与所述微处理芯片之间通过第三电阻接电源；所述第二控制插座中的第二数据端子经过第二电阻与所述微处理芯片中的PC4引脚相连，并且在所述第二电阻与所述微处理芯片之间通过第四电阻接电源。
9.根据权利要求1或8所述的超声波测距系统，其特征在于，所述按钮模块包括一块电路板和设置在所述电路板上的按钮和四个按钮插座，所述四个按钮插座均为二针插座，其均包含绝缘本体和位于绝缘本体内部的两个导电端子，所述两个导电端子分别为第一导电端子和第二导电端子，所述四个按钮插座中的第一导电端子互相相连，所述四个按钮插座中的第二导电端子互相相连，且所述按钮被按压时，所述四个按钮插座中的第一导电端子和第二导电端子导通。
10.根据权利要求9所述超声波测距系统，其特征在于，所述按钮模块中的一个按钮插座通过导线与所述控制模块的第二控制插座相连，所述按钮插座中的第一导电端子与所述第二控制插座中的电源端子相连，所述按钮插座中的第二导电端子与所述第二控制插座中的第一数据端子相连。
专利摘要本实用新型揭露了一种超声波测距系统，所述超声波测距系统包括超声波收发模块、双四位数码管模块、电源模块、插座转接板、控制模块和按钮模块。所述六个模块分别用一块单一电路板实现，并在所述单一电路板上设置有特定插座，然后通过与所述特定插座相符合的插头及导线互相连接。与现有技术相比，本实用新型中的超声波测距系统由多块具有单一功能的电路板结合特定导线和插座拼接而成，而不是一整块电路板实现。使得用户能够自由拆卸和拼装所述超声波测距系统，或者自行更换其中一块或者多块功能模块来实现其他功能。利用其中特定导线和插座所具有的拼装性，提高了单一功能模块复用性。
文档编号H01R31/06GK202102108SQ20112013931
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者徐志强, 曹伟勋 申请人:无锡爱睿芯电子有限公司