声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒,由单片机负责计时,本单片机使用12.0M晶振,所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。在应用测距时关键的地方就是要测出超声波发射到遇到障碍物之后返回的时间,把这个时间除以二便是单程时间。由这个单程时间乘以超声波相应的传播速度就得到了两物之间的距离了。由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播距离远,因而超声波可以用于距离的测量。利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到要求。超声波测距功能实现超声波检测系统由超声波发射电路和超声波检测接收电路组成。接收电路中使用了一块CX20106A红外接收芯片。该芯片是参考红外转化接收期刊的电路采用集成电路,这是一款红外线检波接收的专用芯片,常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38KHz与测距超声波频率40KHz较为接近,可以利用它作为超声波检测电路。实验证明其具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当改变C的大小,可改变接受电路的灵敏度和抗干扰能力。采用STC89C58来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT4010系列超声波组成转换模块的控制。单片机通过P口引脚经反相器来控制超声波的发送,然后单片机不停的检测INT0引脚,当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间,通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。如图2.16示意了超声波测距的原理图2.16超声波测距原理图超声波发射与接收硬件电路设计如图2.17中所示硬件电路联接图中超声波的发射电路中应用了反向器,目的在于利用它可以起到鉴相能力,同时增加发射头的驱动电流。在超声探测电路中,发射端输出的脉冲为一系列方波,方波的产生可以编程由单片机的P0输出,也可以由时基电路555制成频率为40KHZ。图2.17超声波发射电路
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