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,从而得到距离数据。2.1.2超声波发射单元考虑到单片机端口驱动能力有限,本文采用LM386对输出信号进行功率放大,LM386多用于音频放大,也可用于超声波发射。如图3所示,LM386第1脚和第8脚之间串接的E1、R1,可使电路获得较大的增益,T0为单片机输入的脉冲信号,经功率放大后由第5脚输出,驱动探头发射超声波。
f2.1.3超声波接收单元为了顺利接收回波信号,本文采用索尼公司生产的集成芯片CX20106,如图4所示,CX20106是一款红外线检波接收的专用芯片,由于红外遥控常用的载波频率38kHz与超声波频率40kHz比较接近,而且CX20106内部设置的滤波器中心频率f0可由其5脚外接电阻调节,范围为30~60kHz,因此本文采用它来做接收电路。
回波信号先经过CX20106内部的前置放大器和限幅放大器,将信号调整到适当的幅值,由滤波器进行频率选择,滤除干扰信号,再经整形,送给输出端7脚,7脚与单片机INT0连接,当接收到与滤波器中心频率相符的回波信号时,输出端7脚即输出低电平,触发中断。2.1.4温度测量、液晶显示与ISP单元温度测量单元选用1Wire总线器件DS18B20作为传感器,实现对温度数据的采集,液晶模块实现测量数据的显示,ISP单元实现程序代码的在系统下载,电路图从略。2.2软件设计软件部分主要包括主程序和中断服务子程序,如图5所示。主程序主要完成系统初始化、温度读取和超声波发射;中断服务子程序主要完成计数值的读取、距离计算、输出显示等工作。
f3实验结果及分析表2是利用本文的测距模块实际测量的结果。由表中数据可见,在30cm范围内误差较大,这是由于超声波信号的发射必须有一个上升时间,如果距离太近单片机难以及时处理回波信号,无法正确检测回波到达时间,因而测量误差明显增加;而距离在30em以上时,由于引入温度补偿单元,因而误差相对较小。
4结束语本文设计的超声波测距模块,采用了集成元件LM386、CX20106作为发射和接收的核心器件,并引入了DSl8B20作为温度补偿单元,因此结构简单、集成度较高、可靠性较强,通过实验验证,测量结果与实际距离相近,基本满足测量要求。
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