基于at89s52單片機(jī)超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-15 15:29 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。 七段LED顯示的原理LED數(shù)碼管的顯示電路中采用動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示，在其中P0端口控制段碼，低電平有效，高電平有效。，。各個(gè)數(shù)碼管的段碼都是P0端口的輸出，即各個(gè)數(shù)碼管輸入的段碼都是一樣的，為了使其分別顯示不同的數(shù)字，可采用動(dòng)態(tài)掃描的方式，即先只讓最低位顯示0，經(jīng)過一段延時(shí)，再只讓次低位顯示1，以此類推。由于視覺暫留，只要延時(shí)時(shí)間足夠短，就能夠使得數(shù)碼的顯示看起來(lái)非常穩(wěn)定清楚。由于從單片里發(fā)出的40KHz脈沖信號(hào)的功率較低，不能直接驅(qū)動(dòng)發(fā)射換能器，因而需要一個(gè)放大電路將脈沖信號(hào)放大后再送至發(fā)射換能器，驅(qū)動(dòng)其發(fā)出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)同頻率的超聲波，所以發(fā)射電路的主要功能就是放大，發(fā)射電路如圖22所示。為增大超聲波的發(fā)射頻率，本設(shè)計(jì)利用了單運(yùn)放LM386，LM386是專為低損耗電源所設(shè)計(jì)的功率放大器集成電路。它的內(nèi)建增益為20，透過pin 1和pin8腳位間電容的搭配，增益最高可達(dá)200。LM386可使用電池為供應(yīng)電源，輸入電壓范圍可由4V~12V，無(wú)作動(dòng)時(shí)僅消耗4mA電流，且失真小。發(fā)射距離可達(dá)3m。利用LM386的驅(qū)動(dòng)放大功能將單片機(jī)產(chǎn)生的40kHz方波放大輸出。驅(qū)動(dòng)壓電式超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波。超聲波發(fā)射電路如圖22所示： 超聲波發(fā)射電路 超聲波檢測(cè)接收電路設(shè)計(jì)檢測(cè)接收電路中的CX20106A芯片是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38kHz 與測(cè)距超聲波頻率40kHz 較為接近，可以利用它作為超聲波檢測(cè)電路，超聲波接收頭將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。但這個(gè)電信號(hào)非常微弱，必須經(jīng)過放大，CX20106A芯片完成放大調(diào)制的功能。實(shí)驗(yàn)證明，CX20106A芯片具有很高的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。內(nèi)部電路由前置放大器、自動(dòng)偏置電平控制電路、限幅放大器、帶通濾波器、峰值檢波器和整形輸出電路組成。接收的回波信號(hào)先經(jīng)過前置放大器和限幅放大器，將信號(hào)調(diào)整到合適的幅值；再經(jīng)過帶通濾波器濾波得到有用信號(hào)，濾除干擾信號(hào)；最后由峰值檢波器和整形電路輸出到鎖相環(huán)路，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)。1腳是接收信號(hào)輸入端。2腳是調(diào)節(jié)接收信號(hào)靈敏度，電阻越小，靈敏度越高。電容越大，靈敏度越高。電容一般取1μF，電阻50～300 Ω的，在干擾較大的場(chǎng)合增加電阻阻值可將靈敏度調(diào)低，干擾小的場(chǎng)合減小阻值將靈敏度調(diào)高。5腳主要用來(lái)調(diào)節(jié)中心頻率，這里取200 kΩ，7腳接上拉電阻，這里取1 kΩ左右。US_R1 為超聲波接收頭，當(dāng)收到超聲波時(shí)產(chǎn)生一個(gè)下降沿，接到單片機(jī)的外部中斷INT0 上。當(dāng)超聲波接收頭接收到40kHz 方波信號(hào)時(shí)，將會(huì)將此信號(hào)通過CX20106A 驅(qū)動(dòng)放大送入單片機(jī)的外部中斷0 口。單片機(jī)在得到外部中斷0 的中斷請(qǐng)求后，會(huì)轉(zhuǎn)入外部中斷0 的中斷服務(wù)程序進(jìn)行處理。檢測(cè)接受電路如圖23所示： 圖23 檢測(cè)接受電路3 軟件設(shè)計(jì) 總體方案該系統(tǒng)的信號(hào)產(chǎn)生與數(shù)據(jù)處理傳送部分，由AT89s52單片機(jī)主控芯片，方波信號(hào)產(chǎn)生，中斷程序，定時(shí)器計(jì)時(shí)，低電平檢測(cè)，數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì)。 超聲波測(cè)距儀主程序流圖圖31測(cè)距主程序流程超聲波測(cè)距儀的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。我們知道C語(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語(yǔ)言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，而超聲波測(cè)距儀的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），又要求精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間（超聲波測(cè)距時(shí)），所以控制程序可采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程。VOUT EQU ；超聲波脈沖輸出端口ORG OOOOHLJMP STARTORG 0003HLJMP PINTOORG 000BHLJMP INTTOORG 0013HRETIORG OO1BHLJMP INTT1ORG 0023H RETIORG 002BHRETISTART: MOV SP,4FH MOV RO,4OH ；40H~43H為顯示數(shù)據(jù)存放單元（40H為最高位） MOV R7,0BHCLEARDISP: MOV @RO,00HINC RODJNZ R7,CLEARDISPMOV 20H,00HMOV TMOD,21H ；T1為8位自動(dòng)重裝模式，TO為16位定時(shí)器MOV THO,00H ；65ms初值MOV TLO,00H MOV TH1，0F2H ；40kHzMOV TL1，0F2H MOV PO,0FFHMOV P1，0FFHMOV P2，0FFHMOV P3，0FFHMOV P4,O4H ；超聲波脈沖個(gè)數(shù)控制（為賦值的一半）SETB PXOSETB ETOSETB EASETB TRO ；開啟測(cè)距定時(shí)器Start1: LCALL DISPLAYJNB OOH,START1 ；收到反射信息號(hào)時(shí)標(biāo)志為1 CLR EA LCALL math ；計(jì)算距離子程序 SETB EA CLR 00H SETB TRO ；重新開啟測(cè)距定時(shí)器 MOV R2，64H ；測(cè)量間隔控制（約4x100=400ms）LOOP: LCALL DISPLAY DJNZ R2,LOOP SJMP start1DISPLAY: MOV R1,40H ；顯示程序 MOV R5,0F7HPLAY: MOV A,R5 MOV P0,0FFH MOV P2,A MOV A,@R1 MOV DPTR,TAB MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A LCALL DL1MS INC R1 MOV
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