超聲波測距器課程設計-在線瀏覽
2025-03-02 19:04本頁面
【正文】 速確定后，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。超聲波測距的原理如圖所示。按照系統(tǒng)設計功能的要求，硬件電路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、顯示電路及電源五部分組成。 單片機芯片的選擇89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機片內集成有兩個可編程的定時/計數器T0和T1[4]。本設計采用定時計數器T0，根據需要，讓其工作于方式1。其初值在65 535～0范圍，計數范圍為1～65 536。 超聲波發(fā)射電路設計壓電式超聲波換能器利用壓電晶體的諧振來工作，其內部結構如圖所示。當它的兩極外加電脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將發(fā)生共振，從而帶動共振板振動，產生超聲波。這時它就成為了超聲波接收器。使用時注意分清器件，因為它與接收換能器在結構上稍有不同。圖中T為超聲波發(fā)射器，采用TCT40—l0Fl，外型尺寸Φ15 。上拉電阻R2，R3一方面可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅動能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時間。電路采用推挽形式，向超聲波發(fā)射器T提供電脈沖信號，可以提高超聲波的發(fā)射強度。圖中R為超聲波接收器，采用TCT40—l0Sl，外型尺寸Φ15 。選用的原因是CX20106A常用的載波頻率為38KHz，與測距的超聲波頻率40KHz較為接近，可以將發(fā)射的超聲波之頻率控制為38KHz。工作時，接收的超聲波信號經R轉換為電信號，加到CX20106A的輸入端（1腳），處理后由CX20106A的輸出端（7腳）送達單片機的中斷口INT0，申請CPU處理。LED數碼管顯示有靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式，本系統(tǒng)采用并行輸出的動態(tài)顯示方式。 其中2位顯示小數部分，2位顯示整數部分。顯示電路如圖所示[5]。從前面距離的計算公式可知，c為聲速，對于超聲波，在常溫20℃時，其數值為344米/秒；若能準確測量出超聲波從發(fā)射到返回所用時間，則可以計算出發(fā)射點到被測障礙物之間的距離。測量超聲波來回所用的時間，當送出一個超聲波脈沖后，才打開外中斷0接收返回的超聲波信號，這是為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起直射波觸發(fā)。計算距離，將計數器T0中的計數值T0帶入距離的計算公式計算，即可得被測物體與測距器之間的距離。主程序包括對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設置定時器T0工作模式，調用超聲波發(fā)生子程序，等待反射超聲波，計算距離，顯示距離；重復?！鞒绦颉鵖TART: MOV SP, 4FH MOV R0, 40H 。65ms初值 MOV TL0, 00H MOV TH1, 0F2H 。超聲波脈沖個數控制（為賦值的一半） SETB PX0 SETB ET0 SETB EA SETB TR0 ；開啟測試定時器START1: LCALL DISPLAY JNB 00H, START1 。重新開啟測試定時器 MOV R2, 64H 。ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 000BH LJMP INTT0 ORG 0013H RETI ORG 001BH LJMP INTT1 ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI超聲波接收中斷程序，主要功能是單片機控制，檢測外中斷0返回超聲波信號
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