基于51單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)-展示頁
2025-06-28 13:13本頁面
【正文】 圖29 復(fù)位電路 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由三部分組成：單片機(jī)，超聲波測(cè)距模塊和LCD1602顯示屏構(gòu)成。內(nèi)部時(shí)鐘電路的晶振頻率一般選擇在4MHZ~12MHZ之間（本設(shè)計(jì)選用12MHZ），外接兩個(gè)諧振電容，該電容的典型值為30pF。電路如圖27所示：圖27單片機(jī)最小系統(tǒng) 電源電路此最小系統(tǒng)中的電源供電模塊的電源可以通過計(jì)算機(jī)的USB口供給，也可使用外部穩(wěn)定的5V電源供電模塊供給。單片機(jī)實(shí)物圖及引腳圖如圖2圖26所示：圖25 IAP單片機(jī)實(shí)物圖圖26 IAP單片機(jī)引腳圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，能夠工作的前提是具有最小系統(tǒng)模塊，最小系統(tǒng)一般包括單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。內(nèi)部高精度RC時(shí)鐘，內(nèi)部時(shí)鐘從5MHz～35MHz可選，相當(dāng)于普通8051的60MHz～420MHz。兩次測(cè)距時(shí)間間隔最少在60ms以上，以防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回響信號(hào)的影響。模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，并自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回。 超聲波測(cè)距模塊HCSR04HCSR04超聲波測(cè)距模塊可提供2cm至400cm的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)3mm；模塊自身包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。其中聲速c與溫度有關(guān)。聲速確定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。在使用時(shí)，如果傳播介質(zhì)溫度變化不大，則可近似認(rèn)為超聲波速度在傳播的過程中是基本不變的。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)距障礙物面的距離s，即：s=340t/2。同時(shí)由于超聲波測(cè)距系統(tǒng)具有以上的這些優(yōu)點(diǎn)，因此在汽車倒車?yán)走_(dá)的研制方面也得到了廣泛的應(yīng)用。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的指標(biāo)要求，因此為了使移動(dòng)機(jī)器人能夠自動(dòng)躲避障礙物行走，就必須裝備測(cè)距系統(tǒng)，以使其及時(shí)獲取距障礙物的位置信息（距離和方向）。一般的超聲波測(cè)距儀可用于固定物位或液位的測(cè)量，適用于建筑物內(nèi)部、液位高度的測(cè)量等。正是因?yàn)榫哂羞@些性質(zhì)，使得超聲波可以用于距離的測(cè)量中。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電子測(cè)量技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，而超聲波測(cè)量精確高，成本低，性能穩(wěn)定則備受青睞。2 設(shè)計(jì)思路 超聲波測(cè)距 超聲波超聲波是指頻率在20kHz以上的聲波，它屬于機(jī)械波的范疇。1 設(shè)計(jì)任務(wù)本文采用超聲波傳感器,IAP15單片機(jī)以及LCD顯示模塊設(shè)計(jì)了一種超聲波測(cè)距顯示器，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量物體到儀器距離以及顯示等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉的超聲波距離測(cè)量器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。近年來，隨著電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用超聲波作出精確測(cè)量已成可能。超聲波也遵循一般機(jī)械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減等。隨著科技水平的不斷提高，超聲波測(cè)距技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪小３曉诳諝庵袦y(cè)距在特殊環(huán)境下有較廣泛的應(yīng)用。因此超聲波測(cè)距在移動(dòng)機(jī)器人的研究上得到了廣泛的應(yīng)用。 超聲波測(cè)距原理最常用的超聲測(cè)距的方法是回聲探測(cè)法，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)計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來，超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計(jì)時(shí)。 由于超
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