利用超聲波和紅外線實現(xiàn)綜合測距定位

　　3　系統(tǒng)總體方案

　　本文研究目標(biāo)是利用單片機應(yīng)用技術(shù)及傳感器探測技術(shù)，開發(fā)一套傳感器定位測距系統(tǒng)。該系統(tǒng)將采用超聲波傳感器來測距，采用紅外線傳感器來定位，其組成框圖如圖3所示。

　　系統(tǒng)包括四部分：超聲波收發(fā)部分、紅外線收發(fā)部分、控制部分和顯示部分?？刂撇糠质且粋€單片機系統(tǒng)，包括信號發(fā)射功能、信號判斷和分析功能以及控制顯示功能。

圖3　系統(tǒng)總體框圖

　　4　系統(tǒng)硬件設(shè)計

圖8　外部串行諧振振蕩電路

　　圖8所示為一種典型的外部串行諧振振蕩電路。該電路也是應(yīng)用晶體的基頻來設(shè)計。其中，74AS04反相器用來提供振蕩器所需的180°相移，330Ω的電阻用來提供負反饋，同時偏置電壓。

　　4.1.3　RC振蕩

　　RC振蕩適合于對時間精度要求不高的低成本應(yīng)用。RC振蕩頻率隨電源電壓VDD、RC值及工作環(huán)境溫度的變化而變化。

　　由于工藝參數(shù)的差異，對不同芯片而言其振蕩器頻率將有所不同。另外，當(dāng)外接電容CEXT值較小時，對振蕩器頻率的影響更大。同時，電阻電容本身的容差對振蕩器頻率也有影響。圖9所示為RC振蕩電路，如果REXT低于212kΩ，振蕩器將處于不穩(wěn)定工作狀態(tài)，甚至停振。而REXT大于1MΩ時，振蕩器又易受噪聲、濕度、漏電流的干擾。因此，電阻REXT取值最好在3～100kΩ范圍內(nèi)。在不接外部電容時，振蕩器仍可工作，但為了抗干擾及保證穩(wěn)定性，建議接一20pF以上的電容。

圖9　RC振蕩電路

　　本系統(tǒng)選取晶體振蕩器作為微控制器的時鐘輸入，并選取6MHz時鐘頻率作為系統(tǒng)時鐘周期，既可以滿足系統(tǒng)頻率的要求，又可以克服阻容振蕩器精度不足的缺點，是一種較為適宜的設(shè)計選擇。