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1、22仪表技术2009年第6期基于AT89S52超声波测距仪设计朱士虎,何培忠,王立巍(徐州师范大学物理与电子工程学院,江苏徐州221116)摘要:基于AT89S52超声波测距系统,利用超声波传播时间差来测量距离,由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块、补偿电路模块和显示模块等五部分组成。采用单片机进行计时、控制和运算,用动态扫描法实现LED数字显示。实验表明系统具有较高的测量精度和实际使用价值。关键词:AT89S52;超声波;测距;数字显示中图分类号:TM933文献标识码:B文章编号:1006-2394(2009)
2、06-0022-03DesignofUltrasonicTesterBasedontheAT89S52ZHUShihu,HEPeizhong,WANGLiwei(SchoolofPhysics&ElectronicEngineering,XuzhouNormalUniversity,Xuzhou221116,China)Abstract:AnultrasonictesterisdesignedbaseontheAT89S52.Distanceismeasuredbyapplyingthetransmittingtimeofultrasoundinair.The
3、systemconsistsofthefivemodules:thecontrollermodule,ultrasoundlaunchmodule,ultrasoundreceivingmodule,compensablemoduleanddisplaymodule.Thistesteradoptsthemicroprocessortomeasuretime,contro,lcalculation,andLEDdigitaldisplayattherealtime.Experimentsshowthedesignedcircuithashigheraccuracy
4、andcanreachpracticalrequirementinmeasuremen.tKeywords:AT89S52;ultrasonicwave;distancemeasuremen;tdigitaldisplay整个系统的核心部分。在测距仪中发挥四个作用:1总体设计方案(1)控制超声波的发射;(2)处理超声波接收电路和补超声波是指频率高于20kHz的机械波,一般由压偿电路接收的信号;(3)时间转化成距离的数据处理;电效应或磁致伸缩效应产生,它沿直线传播、强度大、(4)协调端口实现动态显示。方向性好。利用超声波在空气中传播遇障碍物反射的1.2超声波发射电
5、路原理,测距时由安装在同一位置的超声波发射器和接超声波发射电路如图2所示,采用共振频率为收器完成超声波的发射与接收。应用单片机计时超声40kHz的超声波换能器。发射电路主要由反向器波在空气中传播的时间(超声波的速度为声速)并处74LS04和超声波发射换能器T构成,单片机P1.0端理成相应的距离,再通过数码管实时显示。本文采用口输出的信号一路经一级反向器后送到超声波换能器AT89S52单片机为控制核心,用动态扫描法实现LED的一个电极,另一路经两级反向器后送到超声波换能数字显示,超声波测距仪的系统框图如图1所示。图1系统总体框图1.1单片机最小系统主控制器主要由单
6、片机AT89S52、振荡器和复位电路三部分组成,它是单片机工作的必要组成部分,又称为单片机最小系统。它是测距仪的控制中枢,也是图2超声波发射电路原理图收稿日期:2009-03基金项目:江苏省高校自然科学研究计划项目(08KJB140010)作者简介:朱士虎(1970),男,讲师,硕士,主要从事电路与系统研究。2009年第6期仪表技术23器的另一个电极。用这种推挽形式将方波信号加到超1.5温度检测电路声波换能器两端,可以提高超声波的发射强度。输出温度检测电路用来实时测量周围环境的温度,补端采用两个反向器并联,用以提高驱动能力。上拉电偿传播速度
7、变化对传播距离的影响。集成温度传感器阻R10、R11,一方面可以提高反向器74LS04输出高电DS18B20和单片机构成了高精度的温度检测系统。平的驱动能力,另一方面可以增加超声换能器的阻尼DS18B20是美国DALLAS公司推出的数字式温度传感效果,缩短其自由振荡的时间。器,测温范围-55~+125,固有测温分辨率0.5;1.3超声波接收电路独特的单线接口方式可实现微处理器与DS18B20的集成电路CX20106A是一款红外线检波接收专双向通讯。与传统的热敏电阻温度传感器不同,它能用芯片,常用于电视机红外遥控接收器。它由前置放够直接读出被测的温度值,可
