超声波传感器测量距离

}
/*通用延时子程序*/
void delay( int j )
{ int i; for(i=0;i<j;) i++; }
/*初始化定时器,CTC0、CTC1用于定时*/
void init_CTC(void )
{
TMOD = 0x21; /*设CTC1工作于模式2 */
ET0 = 0; /*不允许CTC0中断*/
EX0=1;
while(!CLflag);
if( cshu>=10 && CLflag==1)
{ Timetojuli( );
dispfb();
}
}
}
}
uchar getkey( )
{
char flag;
uchar key, keytemp;
flag=0;
keytemp=P1;
if(keytemp==0xff) return(255);
char idata disp[9]; /*显示数据*/
char idata number[9]; /*显示数据*/
char code table[] ={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09};
/*码表0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 */
CX20106采用8脚单列直插式塑料封装，内部结构框图如图4。超声波接收器能将接受到的发射电路所发射的红外光信号转换成数十伏至数百伏的电信号，送到CX20106的①脚，CX20106的总放大增益约为80dB，以确保其⑦脚输出的控制脉冲序列信号幅度在3.5~5V范内。总增益大小由②脚外接的R1、C1决定，R1越小或C1越大，增益越高。C1取值过大时将造成频率响应变差，通常取为1uf。C2为检波电容，一般取3.3uf。CX20106采用峰值检波方式，当C2容量较大时将变成平均值检波，瞬态响应灵敏度会变低，C2较小时虽然仍为峰值检波，且瞬态响应灵敏度很高，但检波输出脉冲宽度会发生较大变动，容易造成解调出错而产生误操作。R2为带通滤波器中心频率f0的外部电阻，改变R2阻值，可改变载波信号的接受频率，当f0偏离载波频率时，放大增益会显著下降，C3为积分电容，一般取330pf，取值过大，虽然可使抗干扰能力增强，但也会使输出编码脉冲的低电平持续时间增长，造成遥控距离变短。⑦脚为输出端，CX20106处理后的脉冲信号由⑦脚输出给单片机处理从而获得显示输出。
{
TR0=0;
ET0=0;
}
void Timetojuli( ) /*将测量的时间转换为距离*/
{
long i;
i=(long)time;
i=i*340;
i=i/2;
number[4]=i/10000000; /*十米*/
i=i-number[4]*10000000;
number[3]=i/1000000; /*米*/
图5超声波接收电路
3、距离显示电路
图6显示电路
超声波显示电路如图6所示。是利用单片机的串行输出。只用单片机的TXD，RXD端即可显示数字。
三、软件程序设计
本系统采用模块化设计，由主程序、发射子程序、接收子程序、定时子程序、显示子程序等模块组成，图8为程序流程图。该系统的主程序处于键控循环工作方式，当按下测量键时，主程序开始调用发射子程序、查询接收子程序、定时子程序，并把测量结果用显示子程序在数码显示器上显示出来。
TL1=T12us; TH1=T12us;
TL0 = 0; TH0 = 0; /*定时器0的初始时间*/
TR0=1; /*启动定时器0，开始记时*/
TR1=1; /*启动定时器1，发送信号*/
ET1=1;
while(cshu<12) ;
ET1=0; /*发十个脉冲串*/
TR1=0;
delay(95);
}
void init_INT( ) /*外部中断初始化为高优先级，并开中断*/
{
IP=0x01; /*置外部中断INT0优先级为高*/
TCON=0; /*设置外部中断0的中断方式为电平触发*/
}
void serve_INT0( ) interrupt 0
{
/*外部中断0，用于检测接收信号*/
TR0=0; /*关闭定时器0 */
图8软件程序框图
定时器中断子程序
外部中断服务子程序
四、具体程序
#include<reg51.h>
#include<math.h>
/*定义数据类型*/
#define uint unsignedint
#define uchar unsigned char
/*定义系统常数*/
long int time; /*时间*/
CX20106由:前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器、整型电路组成。其中的前置放大器具有自动增益控制功能，可以保证在超声波传感器接收较远反射信号输出微弱电压时放大器有较高的增益,在近距离输入信号强时放大器不会过载。其带通滤波器中心频率可由芯片脚5的外接电阻调节。其主要指标:单电源5V供电，电压增益77 - 79DB ,输入阻抗27 KΩ,滤波器中心频率30 K- 60 KHz。功能可描述为:在接收到与滤波器中心频率相符的信号时,其输出脚7脚输出低电平。芯片中的带通滤波器、积分器等使得它抗干扰能力很强。
else {
flag=1;
delay(100);
key=P1;
if(key==keytemp) return(key);
else return(255);
}
}
五、实验结果及分析
表2是利用本文的测距仪进行实际测量的结果。由表中数据可见,在20～150cm范围内误差相对较小；小于20cm范围内误差较大，这是因为超声波距离测量存在一定范围的盲区,盲区的出现是因为发出信号必须有一个上升时间,当距离太近时计算机系统已不能处理迅速返回的反射波信号,所以距离小于0.2米测量误差明显增加。
IE=0x80; /*开中断*/
ET1=0; ET0=0;
TR1=0; TR0=0;
TL1=T12us; TH1=T12us;
while(1)
{
key=getkey( ); /*读键盘*/
if(key==0x0fe && CLflag==1 ) /*测量*/
{
key=0; CLflag=0;
cshu=0;
一、超声波测距原理
超声波测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t,就可以计算出发射点距障碍物的距离S ,即:
/*主程序*/
void main()
{
inti,key;
init_CTC( ); /*初始化定时器*/
init_INT( ); /*初始化外部中断*/
CLflag=1; /*测量标志*/
for(i=6;i>4;i--) disp[i]=0xff;
cshu=0; /*传数*/
delay(200); /*延时*/;
bit CLflag; /*测量标志*/
char cshu; /*串数*/
#defineT12us(256-12)/*定时器设初值T=（256-T12us）*12/12MHZ */
/*定义功能位,串口用于显示*/
sbit VOLCK=P1.0; /*发射*/sbit MING=P3.源自; /*外部中断0检测接收信号*/
void dispfb() /*显示5位数据*/
{ char i;
for(i=0;i<5;i++) {
disp[i]=table[number[i]]; }
disp[3]=disp[3]+1; /*置小数点*/
for(i=0;i<6;i++) {
SBUF=disp[i]; while(TI==0); TI=0; }
图3 超声波发射电路
超声传感器结构
超声波发生器T是一个超声频电子振荡器,当把振荡器产生的超声频电压加到超声换能器的压电陶瓷上时,压电陶瓷组件就在电场作用下产生纵向振动。压电组件在超声振荡时,仿佛是一个小活塞,其振幅很小,约为(1～10. 2)Lm,但这种振动加速度很大,约(10～103 )gn ,于是把电磁振荡能量转化为振动能量,这种巨大的超声波能量,沿着特定方向传播出来。其关键技术是使超声波波束变细,除待测物外不受其它构造物的影响。超声传感器是产生超声波必需的能量转换装置,它把超声电磁振荡的能量转换为声波。.通过上述超声换能结构,配以适当的收发电路,可以使超声能量的定向传输,并按预期接收反射波,实现超声遥控、测距、防盗等检测功能。
i=i-number[3]*1000000;
number[2]=i/100000; /*分米*/
i=i-number[2]*100000;
number[1]=i/10000; /*厘米*/
i=i-(long)number[1]*10000;
number[0]=i/1000; /*毫米*/
}
uchar getkey( ); /*读键盘*/
EX0=0; /*关中断*/
time=(long)TL0;
time+=(long)TH0*256;
CLflag=1;
}
/* CTC1中断服务程序，12.5us中断一次,用于发射*/
void CTC1_INT ( ) interrupt 3
{
VOLCK=~VOLCK;
cshu++;