基于STC单片机的电子罗盘超声波测障系统设计

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1、第21卷第1O期电子设计工程2013年5月Vo1．2lNo．10ElectronicDesignEngineeringMav．2013基于STC单片机的电子罗盘一超声波测障系统设计周鹏(华侨大学信息学院，福建厦门361021)摘要：为了提高移动机器人的定位能力，提出一种基于STC89C52单片机的电子罗盘一超声波测障系统方案，并完成系统的软硬件设计。系统中，电子罗盘模块测试障碍物的方位(角度和方向)，超声波模块测试与障碍物的距离，STC89C52单片机系统处理上述数据后在液晶显示器LCD1602上显示。实验表明，系统

2、能精确测试障碍物的方位和距离，并实时显示，达到设计要求。关键词：单片机；电子罗盘；超声波；测障中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1674—6236(2013)10—0163—04Designoftheelectroniccomapss·ultrasonictechnologyforrangebasedonMCUZHOUPeng(InformationScience&Engineering，HuaqiaoUniversity，Xiamen361021，China)Abstract：Inordertogetm

3、oreaccuratepositioningformobilerobot，akindofrangesystemispresentedinthispaper．hiscombinationoftheelectroniccompassandultrasonictechnologybasedonMCU，theelectroniccompassfordirectionangleacquisitionandtheultrasonictechnologyformeasurmengdistancefrombarriers．Inthe

4、system，directionangleanddistancefrombarriersasdigitalsignalareprocessedbyMCU，finallydigitalvalue，timeanddateayedisplayedinrealtimebyLCD1602．Experimentalresultshowsthesystemmeetthedesignrequirement．Keywords：MCU；electroniccompass；ultrasonictechnologty；rangeacquis

5、ition超声波具有束射性好，方向性和抗干扰性强的特点使S=vt／2，v=331．5+0．6A其被广泛应用于移动机器人的自动导航【l_21。但仅用超声波其中，S为与障碍物距离，单位m。测障无法精确确定移动机器人的位置，因为它不能全面获口为带温度补偿的超声波传播速度，单位m／s。知障碍物的方位(角度和方向)，所以必须附加具有测试方t为超声波发射与接收到反射波时的时间差，单位s。位的传感器。331．5为0oC时超声波在空气中的传播速度，单位rrds。针对上述问题．提出一种基于STC89C52单片机的电子△为实测温度。由测

6、温度电路测得，单位℃。罗盘一超声波测障方案，实验表明，系统在定位精度和可靠性电子罗盘电路用于测试与障碍物的方位(角度和方向)。达到设计要求。其工作原理是利用磁阻传感器测试与地磁场的偏移关系从而获取方位信息。1系统架构及工作原理STC89C52单片机是系统的核心，用于处理上述数据并系统主要由STC89C52单片机，超声波电路(超声波发射将其显示在LCD1602液晶显示器上。电路和接收电路)，电子罗盘电路，LCD1602液晶显示电路和2系统硬件设计电源组成(如图1所示)。电子罗盘电路L液晶显示器系统选用STC89C52单

7、片机，它具有抗干扰性能强、速度Hi~5883Ll单片机lLCD1602快、功耗低和指令代码完全兼容8051单片机等特点。其主要I超声波电路L—一STC89C52『TCT40—16T／Rl电源电路参数为tZ：lt~钟频率最高可达80MHz；内置8K字节的Flash—ROM。512字节的RAM和2K字节的E2PROM；3个16位定图1系统框图Fig．1StructurediagramOfMCU时器／计数器．一个6向量2级中断结构。系统中。超声波电路用于测试与障碍物的距离。其工作STC单片机系统由STC89C52单片机，时

8、钟电路，复位电原理日是根据系统发射超声波和接收到反射波的时间差．结路组成(如图2所示)。合修正后的波速计算出与障碍物距离。测距公式如下：时钟电路采用内部时钟方式，为单片机系统提供时钟信号收稿15t期：2012—12—25稿件编号：201212214作者简介：周鹏(1972一)，男，重庆人，博士，讲师。研究方向：智能测控系统。-163—《电子设计