結(jié)合溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
主程序首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)定時(shí)器0為計(jì)數(shù)，設(shè)定時(shí)器1定時(shí)。置位總中斷允許位EA。進(jìn)行主程序后，進(jìn)行定時(shí)測(cè)距判斷，當(dāng)測(cè)距標(biāo)志位c1=1，即進(jìn)行測(cè)量一次，程序設(shè)計(jì)中，超聲波測(cè)距頻度是2次／秒。測(cè)距間隔中，整個(gè)程序主要進(jìn)行循環(huán)顯示測(cè)量結(jié)果。當(dāng)調(diào)用超聲波測(cè)距子程序后，首先由單片機(jī)產(chǎn)生6～8個(gè)頻率為38．46kHz超聲波脈沖，加載至超聲波發(fā)送頭上。超聲波頭發(fā)送完超聲波后，立即啟動(dòng)內(nèi)部計(jì)時(shí)器T0進(jìn)行計(jì)時(shí)，為了避免超聲波從發(fā)射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發(fā)，這時(shí)，單片機(jī)需要延時(shí)約1．5～2ms時(shí)間(這也就是超聲波測(cè)距儀會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的原因，稱之為盲區(qū)值)后，才啟動(dòng)對(duì)單片機(jī)P3．7腳的電平判斷程序。當(dāng)檢測(cè)到P3．7腳的電平由高轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，立即停止T0計(jì)時(shí)。
當(dāng)停止計(jì)時(shí)時(shí)，立刻啟動(dòng)測(cè)溫程序，通過(guò)對(duì)溫度的讀取，算得此時(shí)聲速。由于采用單片機(jī)采用的是12MHz的晶振，計(jì)時(shí)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是1μs，當(dāng)超聲波測(cè)距子程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)(即超聲波來(lái)回所用的時(shí)間)計(jì)算，即可得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離。測(cè)出距離后結(jié)果將以十進(jìn)制BCD碼方式送往LED顯示約0．5s，然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測(cè)量過(guò)程。我們知道，溫度對(duì)聲速的影響是很大的，因而應(yīng)該先測(cè)量溫度，再計(jì)算出此溫度下的聲速。
4 調(diào)試及數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)組裝調(diào)試時(shí)先焊接各個(gè)模塊，再進(jìn)行模塊的單獨(dú)測(cè)試，原件安裝完畢后，將寫(xiě)好程序的AT89C2051機(jī)裝到測(cè)距板上，通電后將測(cè)距板的超聲波頭對(duì)著墻面往復(fù)移動(dòng)，觀察數(shù)碼管在測(cè)量范圍內(nèi)能否正常顯示。超聲波發(fā)送功率較大時(shí)，測(cè)量距離遠(yuǎn)，則相應(yīng)的下限值(盲區(qū))應(yīng)設(shè)置為較高值。
系統(tǒng)測(cè)距實(shí)驗(yàn)時(shí)在不同的實(shí)測(cè)溫度下，整個(gè)系統(tǒng)在11個(gè)特定的距離都測(cè)量7次，共計(jì)77次測(cè)量。每組7個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和最小值，再求其平均值，用來(lái)作為最終的測(cè)量數(shù)據(jù)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/170604.htm
由圖4可見(jiàn)，不同的實(shí)測(cè)溫度下，在30～300cm范圍內(nèi)測(cè)量線和實(shí)際線幾乎完全重合，此時(shí)測(cè)量的精確度最高。所以本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可測(cè)距離為28～400cm，但是最佳測(cè)量距離為30～250cm。
5 結(jié)論
本設(shè)計(jì)完成的測(cè)距系統(tǒng)進(jìn)行了有效的溫度補(bǔ)償，測(cè)量精度可達(dá)0．01m，而且測(cè)量結(jié)果清晰穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間短，0．5s刷新一次數(shù)據(jù)，測(cè)量的實(shí)時(shí)性和連續(xù)性好。本系統(tǒng)可在做細(xì)微調(diào)整、改進(jìn)后用于多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，比如簡(jiǎn)單的移動(dòng)機(jī)器人、汽車防碰撞等。
評(píng)論