基于C8051F020的高精度超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．3 溫、濕度采集電路
環(huán)境溫度采集部分是提高超聲波測距精度的關(guān)鍵。采用Dallas公司的DS18B20 1-wire數(shù)字溫度傳感器，使用一根信號(hào)線實(shí)現(xiàn)信號(hào)的雙向傳輸，接口簡單，便于擴(kuò)展和維護(hù)。聲速和溫度的關(guān)系：溫度越高，聲速越大。
c=331．45+0．61T
式中331．45是溫度在0℃度時(shí)聲音在空氣中的速度。就是說在地面上溫度每升高1℃，聲速增加約0．61 m／s。本系統(tǒng)就是依據(jù)這一原理提高測距精度。
環(huán)境濕度采集部分主要由濕敏電容器HS1101，555定時(shí)器TLC555和其他外圍電路元件構(gòu)成。濕度測量電路本質(zhì)是濕敏電容器的電容值與相對濕度變化的關(guān)系構(gòu)成的振蕩電路。通過測量555的輸出頻率，即可根據(jù)頻率、濕度關(guān)系算出濕度。
2．4 數(shù)據(jù)顯示
數(shù)據(jù)顯示部分通過C8051F020的端口P2作為與LCD12864通信的8位數(shù)據(jù)線，主要完成通信數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)信息的顯示。
2．5 系統(tǒng)供電
系統(tǒng)正常工作需要+5 V和+3．3 V電壓供電。將市電220 V／50 Hz通過9 V／10 W變壓器降壓變換后，經(jīng)過電橋整流和濾波產(chǎn)生DC 9 V，通過LM7805，ASM1117—3．3穩(wěn)壓芯片輸出穩(wěn)定+5 V和+3．3 V給整個(gè)系統(tǒng)供電。由于系統(tǒng)正常工作下電流較大，LM7805需要加散熱片，以保持系統(tǒng)長時(shí)間穩(wěn)定工作。
3 軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件部分主要完成以下功能：系統(tǒng)上電，初始化各模塊，然后讀取環(huán)境溫、濕度，將測量值轉(zhuǎn)化為顯示。啟動(dòng)測距模塊，讀取4個(gè)方向的定時(shí)器值，系統(tǒng)采用先后順序啟動(dòng)4個(gè)測距，將計(jì)數(shù)值都保存在定時(shí)器1上，為避免混淆，采用實(shí)時(shí)讀取顯示，下次測距時(shí)，只需覆蓋定時(shí)器1上次的計(jì)數(shù)值。用12864顯示時(shí)，由單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前溫度，依據(jù)上面提到的公式轉(zhuǎn)化。
基于STC89C52的高精度超聲波測距系統(tǒng)控制過程如圖2所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/192811.htm
4 結(jié)語
對于C8051F020構(gòu)成的超聲波高精度測距系統(tǒng)進(jìn)行功能驗(yàn)證，系統(tǒng)在2～400 cm范圍內(nèi)，能完成對四周障礙距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)測距，且測量誤差小于1 cm，溫濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作正常。系統(tǒng)人機(jī)界面友好，操作簡單、可移植性好，可置于小車上用于避障或智能導(dǎo)航，只需外加接口，方便用于商業(yè)用途。
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