基于A(yíng)T89C52的超聲波測距儀的設計方案

　　系統硬件設計

　　本系統采用AT89C52單片機作為主控制器，使用3位數碼管作為系統顯示屏，超聲波發(fā)射驅動(dòng)需要的40 kHz脈沖由單片機P0.0發(fā)出，使用定時(shí)器進(jìn)行計時(shí)和控制，超聲波接收使用CX20106A作為接收主控芯片，使用DS18B20作為溫度傳感器進(jìn)行溫度校正。超聲波測距器的系統原理圖如圖2所示。

圖2 系統設計原理圖

　　2.1 超聲波的發(fā)射電路設計

　　超聲波發(fā)送模塊是由超聲波發(fā)射探頭組成的，單片機的P0.0端口直接發(fā)送40 kHz的信號，使用9012三極管做為驅動(dòng)放大，驅動(dòng)壓電晶片超聲波換能器產(chǎn)生超聲波，超聲波發(fā)射電路如圖3所示。超聲波發(fā)射子程序的流程是，發(fā)射時(shí)首先裝填計時(shí)器，并且開(kāi)始計時(shí)，當超聲波發(fā)射完畢時(shí)，定時(shí)器計時(shí)完畢，并且重新裝填等待下次發(fā)射。

圖3 超聲波發(fā)射電路

　　2.2 超聲波接收電路設計

　　在接收電路中使用了紅外線(xiàn)接收處理芯片CX20106A,因為它處理的是38 kHz的紅外信號，而40 kHz的超聲波信號和它比較接近，并且CX20106A芯片具有很強的抗干擾能力，這個(gè)芯片的外圍電路很簡(jiǎn)單而且通過(guò)外圍電阻調節它的中心處理頻率，通過(guò)改變外圍電路電容的大小也可以改變接收電路靈敏度和抗干擾能力。

　　經(jīng)過(guò)試驗后發(fā)現用單片機發(fā)40 kHz信號與使用CX20106A的電路搭配更加簡(jiǎn)單合理，使得時(shí)間的計算更為精確。

　　該系統的超聲波接收模塊是由超聲波接收探頭和紅外線(xiàn)接收處理芯片CX20106A組成。如圖4所示。超聲波接收子程序的流程是，利用INT0中斷檢測回波信號，若有回波信號（INT0口低電平）就關(guān)閉外部中斷，同時(shí)停止計時(shí)器的計時(shí)，將測距成功標志位標記為1（測距成功），同時(shí)提取時(shí)間值，計算待測距離，保存最終結果后打開(kāi)外部中斷，等待下次測量。

圖4 超聲波接收電路