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实际工作中常常需要自动测量两点间的距离，如液面的高度、机动车倒车时与障碍物间的距离等等。在这类距离的测量中，一点是可达到的，另一点则是不可到达的。因此，测量时，从可到达的一点发射一定频率的信号波，经不可到达的一点反射回来，由接收电路接收回波信号。单片机准确计算信号在两点间传播所用的时间，再根据发射波的传播速度，计算出两点间的距离。0 I9 m4 s" x7 W
设计电路时，首先分析测量的对象，选择合适的信号波发射器（如发射声波、红外线、超声波等）。若所选信号波传播速度较慢，可通过单片机对发射波与回波的查询或由发射波与回波触发中断，开关定时器完成计时功能。当波的传播速度很快时（如超声波），测出的误差很大。原因在于：其一，不管是查询发射波与回波，还是由之触发单片机中断再通过软件启停定时器均需要一定的时间（中断的方式误差相对要小）；其二，相对而言，单片机的时间分辨率不是太高，如晶振频率为１２ＭＨｚ，则时间分辨率为１μｓ。
, u& |2 H8 n; o% {% U 引入专用的定时／计数器８２５４进行计时，可大大提高测距系统的精确性。８２５４的每个定时器都有一个ＧＡＴＥ门控信号，可用发射波与回波直接启停８２５４，而不必把发射波与回波接至单片机，通过中断或查询再发出定时器启停信号。同时，８２５４具有更高的工作频率，时间的分辨率更高，如输入４ＭＨｚ的工作频率，时间分辨率为０．２５μｓ。. V6 E2 D3 k( h: ^4 i
一、硬件结构
9 o0 b) D+ J5 j 电路如附图。图中８２５４的地址为７ＣＨ（０＃定时器）、７ＤＨ（１＃定时器）、７ＥＨ（２＃定时器））、７ＦＨ（控制口），其工作频率ＣＬＫ０由外部电路提供４ＭＨｚ的脉冲信号（该信号为计时的基准信号，频率要求精确，可用４０６０等分频器实现）。受发射波与回波控制的ＪＫ触发器的输出作为８２５４ ０＃定时器的门控信号ＧＡＴＥ０，回波信号同时作为单片机ＩＮＴ０的中断响应信号。初始化时，由单片机的Ｐ１．０口控制ＪＫ触发器的初态为０，８２５４的Ｔ０不计时；发射波产生后，ＪＫ触发器翻转，Ｔ０开始工作，计数初值不断减１；收到回波信号后，ＪＫ触发器再次翻转，８２５３的Ｔ０停止工作，同时触发单片机中断，在中断服务程序中读出时标（计数初值中所剩余的值），然后由数据处理子程序计算出距离。若增加ＬＥＤ显示电路，则可将测出的距离显示出来。
* u' s* L$ N+ C/ D( A 如果波的来回传播时间超过了８２５４一次计时的最大范围，可将其定时器的ＯＵＴ引脚接至单片机的ＩＮＴ１，由中断累加计时。! x5 A8 }5 W4 V4 X3 \& ], j
二、软件编程3 }; J7 |6 u6 k0 M9 s) `* |
主要程序清单如下：! M% _* l5 K2 \ `/ s9 @$ V6 H: }
ＯＲＧ ００００Ｈ' |, x) e4 _ z! W( Z& d0 e" v! U
ＡＪＭＰ ＳＴＡＲＴ- s/ n* W' @# c
ＯＲＧ ０００３Ｈ; @& U$ e; T! g- ~# N& t, p2 ]* C8 X
ＡＪＭＰ ＷＢＺＤ
6 a4 T" f `7 nＳＴＡＲＴ：ＣＬＲ Ｐ１．０；ＪＫ触发器初态置０
5 q9 j* Z8 T: R( n ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＦＨ；８２５４工作方式：Ｔ０方式０，１６位
/ e: e+ [' m& N! W+ A( | ＭＯＶ Ａ，＃００１１００００
3 b Y+ _7 u: R Y ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ- E' { U8 L9 a* v# ]
ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＣＨ2 J# h- K& |1 y. t( }- A; x7 q$ _. m
ＭＯＶ Ａ，＃０ＦＦＨ
. e) F' D5 D( `( ]. G! }3 C0 l3 b ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；置Ｔ０计数初值低８位8 _6 b, x0 E& r( u6 G) f
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；置Ｔ０计数初值高８位（最大范围）% o1 M8 k+ K# `) c3 N# a
ＳＥＴＢ ＩＴ０；/ＩＮＴＯ下跳沿触发
4 Q. w: G# w9 \ ＳＥＴＢ ＥＡ5 {$ h& q' W! Y% Q: {& s
ＳＥＴＢ ＥＸ０；开/ＩＮＴ０中断4 M" p( E. U% }
ＴＡＢ： ＡＣＡＬＬ ；数据处理子程序
3 k! g \+ c3 z* V! z5 t ＡＣＡＬＬ ；键盘处理子程序
. U3 Z! }5 }, @# i% n/ X ＡＪＭＰ ＴＡＢ) x U. g$ y! p* ~
ＷＢＺＤ： ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＣＨ；中断服务子程序/ J4 Y. p3 g g7 W
ＭＯＶ Ａ，＠Ｒ０
4 x" T: X' ~/ P) r# ~) \, h ＭＯＶ ２０Ｈ，Ａ；读出低８位时标送２０Ｈ8 [4 S5 G& ]0 K
ＭＯＶ Ａ，＠Ｒ０; k8 y7 w R/ D# ` B* Q4 N
ＭＯＶ ２１Ｈ，Ａ；读出高８位时标送２１Ｈ1 a: G+ r/ ~' w$ ~9 s4 x
ＭＯＶ Ａ，＃０ＦＦＨ
' d9 z! q6 F h2 T0 L ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ
% P( P: R6 j7 u! j ~ ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；重装计数初值8 F* u/ g g1 R+ [" S4 w: B" V
ＣＬＲ Ｐ１．０；ＪＫ触发器初态置０# Y/ f" J7 g A2 E; q: u7 P
ＲＥＴＩ
8 ^" S1 i0 n8 G6 M g ＥＮＤ |
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发表于 2016-8-15 15:48
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