揭秘ARM單片機超聲波監測預警系統電路設計

　　隨著(zhù)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化的發(fā)展，嵌入式系統技術(shù)獲得廣闊的發(fā)展空間，工業(yè)控制領(lǐng)域也進(jìn)行著(zhù)一場(chǎng)巨大的變革，以32位高端處理器為平臺的實(shí)時(shí)嵌入式軟硬件技術(shù)將應用在工業(yè)控制的各個(gè)角落。嵌入控制器因其體積小、可靠性高、功能強、靈活方便等許多優(yōu)點(diǎn)，其應用已深入到工業(yè)、農業(yè)、教育、國防、科研以及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域，對各行各業(yè)的技術(shù)改造、產(chǎn)品更新?lián)Q代、加速自動(dòng)化化 進(jìn)程、提高生產(chǎn)率等方面起到了極其重要的推動(dòng)作用。

　　障礙物距離檢測電路的設計

　　在本系統中超聲波測距電路是由MICROCHIP的PIC16C57設計而成的，選用的超聲波傳感器是T/R40-16壓電陶瓷傳感器。在工作中，主控器PIC16C57發(fā)出信號使發(fā)射端的超聲波換能器發(fā)出加以電壓激勵，其受激勵后以脈沖的形式發(fā)射超聲波，當超聲波接收器接收到回波信號時(shí)，傳回到主控器中，從脈沖信號開(kāi)始發(fā)射時(shí)主控器中的定時(shí)器便開(kāi)始計時(shí)，接收到回波信號時(shí)停止計時(shí)。所側出的時(shí)間間隔再乘以聲速就得到了兩倍的距離值。從而計算出障礙物到發(fā)射點(diǎn)的距離。其電路圖如圖2所示。

　　圖2 超聲波測距電路圖

　　距離值通過(guò)PIC16C57的10腳進(jìn)行串行輸出，經(jīng)MAX232芯片后與ARM的串口相連。芯片MAX232是為RS232標準串口設計的接口電路，它完成TTL電平和RS232電平的轉換。

　　聲光報警電路設計

　　本系統要求根據影響裝載機穩定性的障礙物距離的臨界值對危險狀況進(jìn)行三級報警。當處于低危險狀況時(shí)，只有指示燈綠燈被點(diǎn)亮，提醒駕駛者注意;當危險級別增高時(shí)，指示燈黃燈點(diǎn)亮，同時(shí)伴隨有舒緩的蜂鳴聲，提醒駕駛者采取措施;當達到最高危險級別時(shí)，指示燈紅燈被點(diǎn)亮，同時(shí)蜂鳴聲由舒緩轉為急促，提醒駕駛者趕緊制動(dòng)。設計中，分別采用了LPC2290的P2.20（GPIOA4）驅動(dòng)綠色LED，P2.21（GPIOA5）驅動(dòng)黃色LED， P2.22（GPIOA6）驅動(dòng)紅色LED，P2.23（GPIOA7）驅動(dòng)蜂鳴器。所設計的報警電路如圖3所示。

　　圖3 報警電路

　　通過(guò)試驗驗證，該系統已完成了所需的功能要求，最大測量值為9.99m，誤差 ≤0.01m。安裝非常方便，便于使用。但該系統還有一個(gè)不足，即用超聲波傳感器檢測車(chē)輛前方路面信息時(shí)，如果是凸起的障礙物能有效的檢測到，但當前方為凹坑時(shí)便檢測不出來(lái)，所以有待于進(jìn)一步研究。