一種基于超聲波和紅外的測距定位系統

4.2　系統電路設計

　　在本測距定位系統中，系統電路可分成三部分，一是超聲波發(fā)射與接收電路部分；二是紅外線(xiàn)產(chǎn)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(guò)輸入引腳p110來(lái)控制超聲波，并經(jīng)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(guò)接收頭Rx接收超聲波，然后經(jīng)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(jīng)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(xiàn)產(chǎn)生與接收電路

　　圖13所示為紅外線(xiàn)發(fā)射電路。在該電路中，紅外線(xiàn)傳感器通過(guò)IN引腳輸入接收到的信號，當三極管的基極有電流時(shí)，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(guò)，激發(fā)出紅外線(xiàn)。圖14所示為紅外線(xiàn)接收電路。在該電路中，當接收到反射紅外線(xiàn)信號時(shí)，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(guò)發(fā)光二極管的熄滅顯示出來(lái)，由此可判斷前方是否有障礙物。

圖13　經(jīng)外線(xiàn)發(fā)射電路

圖14　紅外線(xiàn)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(lái)的信息并經(jīng)過(guò)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(jìn)行相應的動(dòng)作，另一方面可以通過(guò)LED顯示相應的距離。本設計采用動(dòng)態(tài)顯示，以節省單片機的輸出管腳，有利于簡(jiǎn)化系統，具體電路如圖15所示。

圖15　系統顯示電路