基于單片機(jī)的數(shù)字式超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-11-12 00:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ................................................................12 《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì) 1 第一章 系統(tǒng)分析 功能簡(jiǎn)介 超聲波測(cè)距的原理為 超聲波發(fā)生器 T 在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來，就被超聲波接收器 R 所接收到。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。距離的計(jì)算公式為： d=s/2=(c t)/2 其中， d 為被測(cè)物與測(cè)距儀的距離， s 為聲波的來回的路程， c為聲速， t為聲波來回所用的時(shí)間。 在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器 T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)跳變信號(hào)，在 INT0 或 INT1 端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離。 方案選擇 超聲波發(fā)射電路 （ 1） 分立元件構(gòu)成的發(fā)射電路 圖 121分立元件構(gòu)成的超聲波發(fā)射電路 圖 121是由兩只普通低頻小功率三極管 C9013 構(gòu)成的振蕩、驅(qū)動(dòng)電路，三極管 T T2 構(gòu)成兩級(jí)放大器，但是由于超聲波發(fā)射頭的正反饋?zhàn)饔?，這個(gè)原本是放大器的電路變成了振蕩器。超聲波發(fā)射器的壓電晶片可等效于一個(gè)串聯(lián) LC基于單片機(jī)的數(shù)字式超聲波測(cè)距儀設(shè)計(jì) 2 諧振電路，具有選頻作用，因此該振蕩器只能振蕩 在超聲波發(fā)射頭的固有諧振頻率 0f。第二個(gè)圖中用電感 L替代 3R這樣可以增大激勵(lì)電壓，使其具有較大的功率輸出。 （ 2）由集成電路構(gòu)成的發(fā)射電路 圖 122 555 構(gòu)成的超聲波發(fā)射電路 圖 122為由 555 集成芯片構(gòu)成的振蕩、調(diào)制、激勵(lì)電路。該電路應(yīng)使用雙極型 555（內(nèi)部電路由普通三極管構(gòu)成），不宜使用單極型 7555（內(nèi)部電路由CMOS 電路構(gòu)成，外部引腳與 555 相同），其原因是 7555 帶負(fù)載能力小。 （ 3）超聲波接收電路 圖 123 由非門構(gòu)成的超聲波發(fā)射電路 圖 123是由非門構(gòu)成的一個(gè)振蕩器發(fā)送電路，用非門構(gòu)成的電路簡(jiǎn)單，調(diào)試容易。很容易通過軟件控制。圖中把兩個(gè)非門的輸出接到一起的目的是為了提高其吸入電流，電路驅(qū)動(dòng)能力提高。 《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì) 3 超聲波接收電路 （ 1）由分立元件構(gòu)成的接收電路 圖 124分立元件構(gòu)成的超聲波接收
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