基于C8051F300的超声测距仪设计

ByGrith4

摘要：介绍一种基于C8051F300单片机的便携式超声测距仪。系统充分利用单片机各集成功能模块和片内资
源,采用包络相关估计法估计射程时间,可在利用VB编制的界面平台上实时显示数据处理结果。该方
" u- p$ k$ k9 y/ T% J; I法在应用于大量程测距时,能有效去除噪声干扰,提高系统整体性能。
' _/ K+ M6 s4 G关键词：超声波  C8051F300 单片机  测距仪
8 V: U5 V  q. y8 N8 F, }引言
超声波受环境影晌小、指向性好,能广泛应用于物位
测量和倒车雷达等场合[。近年米,超声测距克服了测量
% _- V* C+ A: R+ ]距离短、精度有限等约束,通过算法改进和抗干扰措施的
采用,逐步向大量程、高精度方向发展。这就要求控制器
( D- N9 f  }: U, x0 ^7 V% e具有高运算速度、低响应时间和较高的集成度。
C8051F300(简称“F300")在这些方面具有杰出的性
能。它具备高速8051微控制器内核(最高可达25
MTPS).8位ADC、温度传感器和UART,在很少外围电路
/ a2 U& G! y2 @8 s/ w的情况下即可构成超声测距系统,成为优选控制器。
% \9 y' y4 \- O) L超声测距仪的实物示意图如图1所示。其中，探头部
5 O2 u6 P6 Z6 G4 C. L分采用本教研室自主研发的超声传感器,内嵌换能器和发
射接收电路,可及时传回回波数据。经调理滤波的回波信
号频率为24.4 kHz,幅值为士4 V,通过测距仪器执行算
) ^! P  Z+ M. ~* E法和上传数据。
5 g$ X2 a5 l1 P$ s+ q. h
, {0 Z: s, ^# H9 N4 f1结构与接口
如上所述,回波信号幅值集中在士4 V之间,这个数
值大小适中,也便于观察,但却不符合F300的I/O口对工
作电压0~3.3 V的要求,所以在信号接入单片机前,必须
5 P& F3 e. M  b$ N/ z. Z先进行预处理,调整幅值。本系统采取了取绝对值再作小
6 m/ H6 O# d9 _  o幅衰减的方法来实现预处理。
! c4 l% i7 @* T1 l# z预处理电路如图2所示。该电路由1个负电压截止
正电压导通的滤波电路和1个基本加法电路组成。


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C8051F300有高运算速度、低响应时间和较高的集成度