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超聲波測(cè)距儀外文資料翻譯-其他專業(yè)-資料下載頁(yè)

2025-01-19 01:50本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】betweentwopoints.points.

  

【正文】 壓,當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí),將壓迫壓電晶片作振動(dòng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào),這時(shí)它就成為超聲波接收器了。 超聲波測(cè)距原理 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(kāi)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(lái),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,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 (s),即:s=340t/2 二 超聲波測(cè)距系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的特點(diǎn)是利用單片機(jī)控制超聲波的發(fā)射和對(duì)超聲波自發(fā)射至接收往返時(shí)間的計(jì)時(shí),單片機(jī)選用 8751,經(jīng)濟(jì)易用,且片內(nèi)有 4K 的ROM,便于編程。電路原理圖如圖 2所示。其中只畫出前方測(cè)距電路的接線圖,左側(cè)和右側(cè)測(cè)距電路與前方測(cè)距電路相同,故省略之。 40kHz 脈沖的 產(chǎn)生與超聲波發(fā)射 測(cè)距系統(tǒng)中的超聲波傳感器采用 UCM40 的壓電陶瓷傳感器,它的工作電壓是 40kHz的脈沖信號(hào),這由單片機(jī)執(zhí)行下面程序來(lái)產(chǎn)生。 puzel: mov 14h, 12h;超聲波發(fā)射持續(xù) 200ms here: cpl ; 輸出 40kHz方波 nop ; nop ; nop ; djnz 14h, here; ret 前方測(cè)距 電路的輸入端接單片機(jī) 端口,單片機(jī)執(zhí)行上面的程序后,在 端口輸出一個(gè) 40kHz的脈沖信號(hào),經(jīng)過(guò)三極管 T 放大,驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射頭 UCM40T,發(fā)出 40kHz 的脈沖超聲波,且持續(xù)發(fā)射200ms。右側(cè)和左側(cè)測(cè) 距電路的輸入端分別接 端口,工作原理與前方測(cè)距電路相同。 超聲波的接收與處理 接收頭采用與發(fā)射頭配對(duì)的 UCM40R,將超聲波調(diào)制脈沖變?yōu)榻蛔冸妷盒盘?hào),經(jīng)運(yùn)算放大器 IC1A和 IC1B兩極放大后加至 IC2。 IC2 是帶有鎖 定環(huán)的音頻譯碼集成塊 LM567,內(nèi)部的壓控振蕩器的中心頻率f0=1/,電容 C4決定其鎖定帶寬。調(diào)節(jié) R8 在發(fā)射的載頻上,則LM567 輸入信號(hào)大于 25mV,輸出端 8腳由高電平躍變?yōu)榈碗娖剑鳛橹袛嗾?qǐng)求信號(hào),送至單片機(jī)處理。 前方測(cè)距電路的輸出端接單片機(jī) INT0 端口,中斷優(yōu)先級(jí)最高,左、右測(cè)距電路的輸出通過(guò)與門 IC3A 的輸出接單片機(jī) INT1 端口 ,同時(shí)單片機(jī) 和 接到 IC3A 的輸入端,中斷源的識(shí)別由程序查詢來(lái)處理,中斷優(yōu)先級(jí)為先右后左。部分源程序如下: receive1: push psw push acc clr ex1 ; 關(guān)外部中斷 1 jnb , right ; 0,轉(zhuǎn)至右測(cè)距電路中斷服務(wù)程序 jnb , left ; 0,轉(zhuǎn) 至左測(cè)距電路中斷服務(wù)程序 return: SETB EX1; 開(kāi)外部中斷 1 pop? acc pop? psw reti right: ...? ; 右測(cè)距電路中斷服務(wù)程序入口 ? ajmp? return left: ... ; 左測(cè)距電路中斷服務(wù)程序入 口 ? ajmp? return 計(jì)算超聲波傳播時(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)負(fù)跳變,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。其部分源程序如下: RECEIVE0: PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 ; 關(guān)外部中斷 0 ? MOV R7, TH0 ; 讀取時(shí)間值 MOV R6, TL0? CLR C MOV A, R6 SUBB A, 0BBH; 計(jì)算時(shí)間差 MOV 31H, A ; 存儲(chǔ)結(jié)果 MOV A, R7 SUBB A, 3CH MOV 30H, A? SETB EX0 ; 開(kāi)外部中斷 0 POP ACC? POP PSW RETI 四、超聲波測(cè)距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件分為兩部分,主程序和中斷服務(wù)程序,如圖 3( a)( b) (c) 所示。主程序完成初始化工作、各路超聲波發(fā)射和接收順序的控制。 定時(shí)中斷服務(wù)子程序完成三方向超聲波的輪流發(fā)射,外部中斷服務(wù)子程序主要完成時(shí)間值的讀取、距離計(jì)算、結(jié)果的輸出等工作。 五、結(jié)論 對(duì)所要求測(cè)量范圍 30cm~200cm 內(nèi)的平面物體做了多次測(cè)量發(fā)現(xiàn),其最大誤差為 ,且重復(fù)性好??梢?jiàn)基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、測(cè)量誤差小等特點(diǎn)。因此,它不僅可用于移動(dòng)機(jī)器人,還可用在其它檢測(cè)系統(tǒng)中。 思考:至于為什么接收不用晶體管做放大電路呢,因?yàn)榉糯蟊稊?shù)搞不好,CX20216 集成放大電路,還帶自動(dòng)電平增益控制,放大倍數(shù)為 76dB,中心頻率是 38k 到 40k,剛好是超聲波傳感器的諧振頻率 。
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