一種基于超聲波和紅外的測距定位系統(tǒng)

4.2　系統(tǒng)電路設計

　　在本測距定位系統(tǒng)中，系統(tǒng)電路可分成三部分，一是超聲波發(fā)射與接收電路部分；二是紅外線產生與接收電路部分；三是顯示電路部分，具體設計思路及設計結果如下：

　　4.2.1　超聲波發(fā)射與接收電路

　　圖10所示為超聲波發(fā)射電路。在該電路中，通過輸入引腳p110來控制超聲波，并經超聲波發(fā)射頭Tx發(fā)射出去；圖11所示為超聲波接收放大電路。在該電路中，先通過接收頭Rx接收超聲波，然后經兩級放大器把信號放大60dB,再輸送給超聲波檢波電路。

圖10　超聲波發(fā)射電路

圖11　超聲波接收放大電路

　　圖12所示為超聲波檢波電路。在該電路中，超聲波脈沖信號被整流為正相信號（經測試，該正相信號近似于直流信號），此正相信號轉入電路中的電壓比較器，引起比較器輸出腳（即單片機的INT0腳）電壓跳變，由此即可判斷是否有回波信號存在。

圖12　超聲波檢波電路

　　4.2.2　紅外線產生與接收電路

　　圖13所示為紅外線發(fā)射電路。在該電路中，紅外線傳感器通過IN引腳輸入接收到的信號，當三極管的基極有電流時，三極管導通，從而有電流從位于發(fā)射極的紅外二極管流過，激發(fā)出紅外線。圖14所示為紅外線接收電路。在該電路中，當接收到反射紅外線信號時，光敏二極管的電阻將被降低，輸入到電壓比較器負端的電壓將被升高，從而使比較器的輸出端輸出低電平，并通過發(fā)光二極管的熄滅顯示出來，由此可判斷前方是否有障礙物。

圖13　經外線發(fā)射電路

圖14　紅外線接收電路

　　4.2.3　顯示電路

　　單片機接收到前面兩部分電路反饋回來的信息并經過相應算法的處理后，得出前方物體的距離與方向等信息，一方面可以控制相應的被控對象進行相應的動作，另一方面可以通過LED顯示相應的距離。本設計采用動態(tài)顯示，以節(jié)省單片機的輸出管腳，有利于簡化系統(tǒng)，具體電路如圖15所示。

圖15　系統(tǒng)顯示電路