c測控課程設(shè)計word版(已改無錯字)
2023-02-16 07:28:15 本頁面
【正文】 并綜合各方面的因素，本設(shè)計采用AT89C52單片機作為主控制器，用動態(tài)掃描法實現(xiàn)LED數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動信號用單片機的定時器完成。超聲波測距器系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。 單片機控制器LED 顯示掃描驅(qū)動超聲波接收超聲波發(fā)送圖1 超聲波測距器系統(tǒng)設(shè)計框圖3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計：硬件電路主要分為單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路三部分。 單片機系統(tǒng)及顯示電路單片機采用89C51或其兼容系列。系統(tǒng)采用高精度晶振，以獲得較穩(wěn)定的時鐘頻率，并減少測量誤差。，利用外中斷0口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實用的4位共陽LED數(shù)碼管，段碼用74LS244驅(qū)動，位碼用PNP三極管9012驅(qū)動。單片機系統(tǒng)及顯示電路如圖2所示。 圖2 單片機及顯示系統(tǒng)電路圖 超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路原理圖如圖3所示。發(fā)射電路主要有反相器74LS04和超聲波換能器構(gòu)成,，另一路經(jīng)兩級反相器后送到超聲波換能器的另一個電極，用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端可以提高超聲波發(fā)射強度。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)，可以提高驅(qū)動能力。上拉電阻RR11一方面可以提高反相器74LS04輸出高電平的驅(qū)動能力；另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，以縮短其自由振蕩的時間。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波換能器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這是它就是一個超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極未加外電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片振動，將機械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收換能器了。超聲波發(fā)生換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。 圖3 超聲波發(fā)射電路原理圖 圖4 超聲波換能器結(jié)構(gòu)圖 超聲波檢測接收電路集成電路CX20106A是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38kHz與測距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路，如圖5所示。實驗證明，用CX20106A接收超聲波（無信號時輸出高電平）具有很高的靈敏度和抗干擾能力。適當(dāng)?shù)母碾娙軨4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。 圖5 超聲波檢測接收電路圖4 系統(tǒng)程序的設(shè)計：超聲波測距器的軟件設(shè)計主要有主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序即顯示子程序組成。由于C程序有利于實現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率并且容易精確計算程序運行的時間，而超聲波測距器的程序既有較復(fù)雜的計算，又要求精確計算程序運行時間，所以控制程序可采用C語言和匯編語言混合編程。 超聲波測距器的算法設(shè)計圖6示意了超聲波測距的原理，即超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當(dāng)這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就會被超聲波接收器R接收到。這樣，只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。該距離的計算公式如下： d=s/2
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1