基于AT89C52單片機(jī)的超聲波測距儀的設(shè)計(jì)
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2．4 溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)中，選擇使用溫度芯片DS18B20作為溫度傳感器。DS18B20支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為-55～125℃，在-10～85℃范圍內(nèi)，精度為±0．5℃。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。DS18B20引腳說明如表2所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/172003.htm
DS18B20是在一根I／O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。
溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)如圖6所示，數(shù)據(jù)輸入／輸出腳連接到單片機(jī)的P0．1腳，電源接口接入+5 V的電壓，外加5．6 kΩ的上拉電阻，因?yàn)镈S18B20是單總線溫度傳感器，數(shù)據(jù)線是漏極開路，如果DS18B20沒接電源，則需要數(shù)據(jù)線強(qiáng)上拉，給DS18B20供電；如果DS18B20接有電源，則需要一個(gè)上拉即可穩(wěn)定的工作。由于DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)，檢測的溫度值在內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)換，溫度測量結(jié)果直接以數(shù)字信號輸出，單片機(jī)對由DS18B20輸出的信號進(jìn)行讀取，經(jīng)過軟件對溫度數(shù)字值實(shí)現(xiàn)處理。
2．5 主電路原理圖
該系統(tǒng)主電路原理圖如圖7所示，單片機(jī)采用89C52系列，單片機(jī)使用外部時(shí)鐘源，外接6MHZ的晶振，由P0．0口直接輸出40 KHZ的驅(qū)動(dòng)信號給放大電路。接收到回波后，經(jīng)由CX20106的濾波，產(chǎn)生中斷信號，并由p3．2口輸出進(jìn)行中斷。顯示電路采用簡單實(shí)用的3位數(shù)碼管，連接單片機(jī)AT89C52的P0口，而三極管連接P2口，作數(shù)碼管的位選。工作時(shí)，首先將系統(tǒng)初始化，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。并由P0．0腳發(fā)出40KHZ的驅(qū)動(dòng)信號，同時(shí)打開INT0中斷，并且開始等待接收到的回波和中斷信號，若接收到回波(單片機(jī)接收到中斷信號)，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，保存時(shí)間信息，并且根據(jù)溫度補(bǔ)償計(jì)算出當(dāng)前環(huán)境下的聲速，計(jì)算出當(dāng)前待測距離后儲(chǔ)存，并調(diào)用顯示子程序。測出距離后結(jié)果將以十進(jìn)制BCD碼方式傳送到LED顯示，然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測量過程。
3 結(jié)論
經(jīng)過實(shí)測，本測距儀能夠迅速的測出250 m以內(nèi)的短距離障礙物，在30—200 cm范圍內(nèi)，誤差能控制在1 cm以內(nèi)，本設(shè)計(jì)具有簡單實(shí)用，能耗低，成本低等特點(diǎn)。經(jīng)過實(shí)際測試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的精度能滿足普通需求，若需要進(jìn)一步提高精度，可采用精度更高但系統(tǒng)更加復(fù)雜的雙頻超聲波測距的方法。
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