傳感器超聲波測距系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2025-07-26 20:44 本頁面
【文章內容簡介】 能用外部電路來完成，這其中包括了電源電路、報警電路、溫度電路，聲波發(fā)射電路、聲波接收電路以及用于顯示的顯示電路，各部的關系如圖2—1所示： 電源電路 發(fā)射電路 報警電路 發(fā)射探頭 AT89S51 溫度測量電路 測量探頭 顯示電路 接收電路圖21 設計思路框圖本次超聲波測距器由單片機計時及控制電路、超聲波發(fā)射電路，超聲波檢測接收電路、溫度時時檢測電路、報警警示電路、顯示電路等部分組成，采用AT89C51單片機作為計時主控制器，用TCT40—16T作超聲波的發(fā)射器，用TCT40—16R作超聲波的接收器，在接收電路的處理模塊采用的是專業(yè)的超聲波測距處理軟件TL852，顯示電路采用了74LS244為處理芯片。電源電路為單片機提供電源，由單片機AT89C51編程產生40kHz的方波，再經過放大電路，驅動超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經障礙物反射回來后，由超聲波接收頭接收到信號，通過接收電路的檢波放大、積分整形及一系列處理,送至單片機。單片機利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時間間隔計算出障礙物的距離,并由單片機控制顯示出來。該測距裝置是由超聲波傳感器、單片機、發(fā)射/接收電路和LED顯示器組成。傳感器輸入端與發(fā)射接收電路相連,接收電路輸出端與單片機相連接,單片機的輸出端與顯示電路輸入端相連接。其時序圖如圖23所示。圖23 時序圖單片機在T0時刻發(fā)射方波，同時啟動定時器開始計時，當收到回波后，產生一負跳變到單片機中斷口，單片機響應中斷程序，定時器停止計數。計算時間差，即可得到超聲波在媒介中傳播的時間t，由此便可計算出距離。第3章 硬件設計由單片機產生的40kHz的方波需要進行放大，才能驅動超聲波傳感器發(fā)射超聲波，發(fā)射驅動電路其實就是一個信號放大電路，我所選用的是74HC04集成芯片，圖31發(fā)射電路圖圖31 發(fā)射電路超聲波接收頭接收到超聲波后，轉換為電信號，此時的信號比較弱，必需經過放大。本系統(tǒng)采用了LM741對接收到的信號進行放大，接收電路如圖32所示。圖32 接收電路LED(LightEmitting Diode，發(fā)光二極管)有七段和八段之分，也有共陰和共陽兩種。LED數碼管結構簡單，價格便宜。圖33示出了八段LED數碼顯示管的結構和原理圖。圖33(a)為八段共陰數碼顯示管結構圖，圖33(b)是它的原理圖，圖33(c)為八段共陽LED顯示管原理圖。八段LED顯示管由八只發(fā)光二極管組成，編號是a、b、c、d、e、f、g和SP，分別與同名管腳相連。七段LED顯示管比八段LED少一只發(fā)光二極管SP，其他與八段相同。圖33 八段LED數碼顯示管原理和結構為滿足精度要求，在整個設計中，我們考慮溫度的影響。溫度傳感器種類眾多，在高精度，高可靠性的場合，由DALLAS公司生產的DS18B20將作為首選，它體積小、功率小、抗干擾能力強，DS18B20精度高，能精確到的測量精度，而且響應時間短，的工作周期，保證了及時性，DS18B20還具有全數字轉化輸出，先進的但數據總線通信，測量范圍廣，在都能工作的優(yōu)點。本設計采用DS18B20作為溫度處理模塊，其電路連接如圖3
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