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本系统由51单片机及相关外围电路构成,系统由单片机系统、发射电路与接收放大电路和显示电路几部分组成。测距范围:25CM到 250CM之间。误差:1%。距离显示:用三位LED数码管进行显示(单位是CM)。该接收电路结构简单,性能较好。
硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波接收电路三部分。单片机采用AT89C2051。采用12MHz高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。单片机用P3.5端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号,P3.6端口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的3位共阳LED数码管,段码输出端口为单片机的P1口,位码输出端口分别为单片机的P3.2、P3.1、P3.0口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。
超声波发射、接收电路如图。超声波发射部份由电阻R2及超声波发送头T40板成;接收电路由BG1、BG2X组成的两组三级管放大电路组成;检波电路、比较整形电路由C7、D1、D2及BG3组成。40kHz的方波由A T 8 9 C 2 0 5 1单片机的P 3 .5驱动超声波发射头发射超声波,经反射后由超声波接收头接收到40kHz的正弦波,由于声波在空气中传播时衰减,所以接收到的波形幅值较低,经接收电路放大,整形,最后输出一负跳变,输入单片机的P3脚。
该测距电路的40kHz方波信号由单片机A T 8 9 C 2 0 5 1 的P 3 .5发出。方波的周期为1/40ms,即25µs,半周期为12.5µs。每隔半周期时间,让方波输出脚的电平取反,便可产生40kHz方波。由于单片机系统的晶振为12M晶振,因而单片机的时间分辨率是1µs,所以只能产生半周期为12µs或13µs的方波信号,频率分别为41.67kHz和38.46kHz。本系统在编程时选用了后者,让单片机产生约38.46kHz的方波。
本系统采用三位一体L E D 数码管显示所测距离值,如图8(见下页) 。码管采用动态扫描显示,段码输出端口为单片机的P1口,位码输出端口分别为单片机的P3.2、P3.1、P3.0口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。
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基于51单片机的超声波测距系统电原理图 (原文件名:基于AT89C2051单片机超声波测距系统电原理图.jpg)
基于51单片机的超声波测距系统说明文档ourdev_617703XE3SPA.doc(文件大小:1.39M) (原文件名:基于51单片机的超声波测距系统.doc) |
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