基于51單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計-在線瀏覽
2025-08-06 13:13本頁面
【正文】 聲波也是一種聲波，其聲速V與溫度有關(guān)。如果對測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽y量結(jié)果加以數(shù)值校正。距離計算公式：d=S2=CT2 （21）其中d為被測物與測距器的距離，s為聲波的來回路程，c為聲波，t為聲波來回所用的時間。C=+ （22）如果要提高測距精確度，則必須考慮溫度的影響，也可取室溫簡化電路設(shè)計，將溫度傳感器作為擴(kuò)展電路，在力所能及的情況下完成。實物如圖21所示：圖21 HCSR04模塊實物圖HCSR04工作原理及說明：給Trig觸發(fā)控制信號IO端口至少10us的高電平信號。有信號返回時，Echo回響信號輸出端口輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。如圖22所示：圖22 HCSR04工作原理 LCD1602顯示屏LCD1602顯示屏實物如圖23所示：圖23 LCD1602顯示屏LCD1602電路原理圖如圖24所示：圖24 LCD1602電路原理圖 IAP單片機(jī)IAP15F2K61S2單片機(jī)為增強(qiáng)型8051CPU，具有1個單時鐘/機(jī)器周期，～，速度比普通的8051快8～12倍；61K字節(jié)片內(nèi)FLASH程序存儲器，片內(nèi)大容量2048字節(jié)的SRAM，大容量的片內(nèi)EEPPOM，擦寫次數(shù)在10萬次以上；一共有8道10位高速ADC，速度高達(dá)30萬次/s，3路PWM還可當(dāng)3路DA使用；共有3通道比較單元，內(nèi)部高可靠復(fù)位，8級可選復(fù)位門檻電壓，徹底省掉外部復(fù)位電路。兩組高速異步串行通信端口，可以在5組管腳之間進(jìn)行切換，分時復(fù)用可當(dāng)5組串口使用；各種接口擴(kuò)展齊全，一根USB線實現(xiàn)系統(tǒng)供電、程序下載及通信功能。單片機(jī)的復(fù)位及晶振電路都是常見的接法，電源用一個按鍵控制接通與斷開，使得程序下載變得方便。 時鐘電路單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。如圖28所示：圖28 時鐘電路 復(fù)位電路按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)在控制中作為控制器，用于對超聲波模塊的控制和計時，顯示電路主要實時顯示測量數(shù)值。最后通過程序設(shè)計將計算出的距離顯示到LCD1602液晶顯示屏上。Keil 4集成開發(fā)環(huán)境是一個窗口化的軟件開發(fā)平臺，它集成了功能強(qiáng)大的編輯器、工程管理器以及各種編譯工具Keil 4使用簡單、功能強(qiáng)大，是設(shè)計者完成設(shè)計任務(wù)的重要保證，還能加速單片機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)過程。然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個超聲波脈沖，為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發(fā)，（這也就是超聲波測距器會有一個最小測距離的原因）后，才打開外中斷0接收返回的超聲波信號。超聲波測距程序見附錄。通過了解，我們知道了FPGA的方便，可以用語言來實現(xiàn)我們需要的功能，進(jìn)而自動實現(xiàn)其電路的設(shè)計，幫助我們簡化了很多步驟，在這一周的學(xué)習(xí)當(dāng)中，我們首先學(xué)會了如何用語言來實現(xiàn)流水燈的設(shè)計，以及其基本的設(shè)計思路和方法還有quartus2軟件的使用方法，繼而學(xué)會了如何捕捉上升沿，這個很重要，對于以后我們工作能夠起很大的作用，最主要的是我們學(xué)到了很多電路設(shè)計方面的經(jīng)驗，這些是我們平常在書本上學(xué)不到
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