基于C8051 F300的超声测距仪设计

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) x! ?& n7 L: D* n; W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
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。
/ V* a8 W- _3 ?8 s, {6 m关键词：超声波C8051F300 单片机测 距仪
% |7 ]# W! C( ]: X引言
超声波受环境影响小.指向性好,能广泛应用于物位
测量和倒车雷达等场合”。近年来,超声测距克服了测量
0 W. u3 M0 A8 H# G距离短、精度有限等约束,通过算法改进和抗干扰措施的
1 V  q$ U9 y, Z% e" C采用,逐步向大量程、高精度方向发展。这就要求控制器
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
MIPS).8位ADC.温度传感器和UART,在很少外围电路
的情况下即可构成超声测距系统,成为优选控制器。
9 f- m# L1 Q" j9 f4 k; l: v超声测距仪的实物示意图如图1所示。其中,探头部
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
0 Z% [! v8 u) D& F法和上传数据。

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结构与接口
% T  _7 u- @2 ~2 d: C6 R! d; G$ G$ ~9 l如上所述,回波信号幅值集中在土4 V之间,这个数
) e1 L# d8 Y6 `0 Q# W7 M值大小适中,也便于观察,但却不符合F300的I/O口对工
+ @  p5 S5 O* D% r" P; M& ]作电压0~3.3 V的要求,所以在信号接人单片机前,必须
4 M0 q+ J- O! {1 h& n" I先进行预处理,调整幅值。本系统采取了取绝对值再作小
; |: t3 e" o: H& \7 O幅衰减的方法来实现预处理。
% n3 W! H" C/ G& F预处理电路如图2所示。该电路由1个负电压截止
: Y+ p- q% ^" \7 o; f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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超声波受环境影响小.指向性好,能广泛应用于物位 测量和倒车雷达等场合”