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超声波测距系统的设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-06-25 14:09:20



    电压比较器的输出信号送到基本RS触发器用于产生单片机所需的中断信号。基本RS触发器由与非门组成,同时由单片机进行控制,如图6所示。在发送端发送超声波信号时,P1.2输出高电平,经过反相器后,变为低电平加到触发器的R端,因为没收到反射信号之前,电压比较器输出为高电平,所以基本RS触发器的输入分别为,R=O,S=l,为0态,即Q=0,Q=1,Q的信号加到单片机的中断输入端,因为单片机的中断为下降沿触发,输入为高电平,不产生中断。当发送完毕时,P1.2输出低电平,经反相器,变为高电平送到触发器的R端,没有收到反射回的信号时,电压比较器输出仍为高电平,所以基本RS触发器的R=1,S=1,为保持状态,即Q=1,Q=0,也不产生中断。当接收到反射回的信号时,电压比较器输出低电平,因此,基本RS触发器的输入端R=1,S=0,触发器工作在0态,即Q=O,Q=1。单片机的中断输入端的电平由高电平变为低电平,从而使单片机产生中断。

3 单片机外围电路原理图
    单片机的外围电路图如图7所示,显示电路由单片机控制七段数码管进行显示,采用数字温度传感器DS18820对环境温度进行检测,从而对超声波的传播速度进行温度补偿,提高测量精度。两个按键用于控制测量的开始与停止以及距离与温度显示的切换。


4 软件设计
    软件设计包括三个部分,主程序,定时中断程序和外部中断程序,流程图如图7所示。

5 结论
    本系统由于发射功率和超声波发射探头的原因,测量
距离在10cm到500cm之间, 在近距离测量和远距离测量时存在误差较大,在50cm和200cm之间测量时精度最好,误差不大于1cm。在本设计中由于超声波发射周期为10个25μs的方波,因此发射时间为T=250μs,已知常温下声速C为340m/s,可知S=CT/2=250μs/2=8.5cm,因此确认测距盲区为9cm。即当测量距离小于9cm时不能正确测量。

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