基于A(yíng)TMEGA8的高精度超聲波測距儀設計
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2．1 超聲波測距系統硬件設計
結合應用要求，根據超聲波測距原理，以ATMEG8單片機為核心，利用專(zhuān)用時(shí)間數字轉換芯片TDC—GP21為測量環(huán)節，設計制作超聲波測距電路。
控制芯片選用ATMECA8。ATMEGA8是一款采用低功耗CMOS工藝生產(chǎn)的基于A(yíng)VR R ISC結構的8位單片機，自帶SPI接口，可以達到接近1 MIPS／M的性能，運行速度比普通CISC單片機高出10倍。
超聲波測量部分由TDC—GP21、超聲波探頭、發(fā)射控制電路、溫度傳感器、超聲波信號處理電路等組成。TDC—GP21是一種高精度時(shí)間數字轉換芯片，是精密計時(shí)系統的核心器件。TDC—GP21內部主要由脈沖發(fā)生器、數據處理單元ALU、時(shí)間數字轉換器單元TDC、溫度測量單元、時(shí)鐘控制單元、配置寄存器以及與單片機相接的SPI接口組成。計時(shí)芯片配置電路如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/193040.htm
溫度測量選用Dallas公司的DS18B20數字式溫度傳感器，它通過(guò)輸出9位二進(jìn)制數字來(lái)直接表示所測量的溫度值，溫度值是通過(guò)DS18B20的數據總線(xiàn)直接輸入CPU，無(wú)需A／D轉換，而且讀寫(xiě)指令和溫度轉換指令都是通過(guò)數據總線(xiàn)傳入DS18B20，無(wú)需外部電源。
在超聲波測距系統中，ATMEGA8單片機為核心控制器件，控制對超聲波的采樣、數據處理、存儲、顯示及通信等。ATMEGA8單片機通過(guò)自帶SPI接口對TDC—GP21芯片進(jìn)行控制，完成對TDC-GP21芯片功能配置選擇。在配置完成后，TDC-CP21芯片能產(chǎn)生一組頻率為1 MHz的超聲波，1 MHz超聲波送到超聲波換能器驅動(dòng)探頭。接收探頭收到的回波經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電路，進(jìn)入超聲波調理電路進(jìn)行信號的處理，該測量回波返回到TDC-GP21芯片，TDC—GP21芯片判斷接收到回波后結束測量，同時(shí)通過(guò)中斷通知ATMEA8單片機，ATMECA8單片機讀取測時(shí)時(shí)間。ATMEGA8單片機讀取TDC-GP21芯片測時(shí)數據后，通過(guò)1-wire總線(xiàn)控制DS18B20測量當前溫度，引入溫度校正功能對單片機計算得到的距離進(jìn)行修正，得到最終測量結果并通過(guò)LCM141液晶顯示，同時(shí)對最終結果保存，液晶顯示數據可通過(guò)鍵盤(pán)電路進(jìn)行選擇。
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