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实际工作中常常需要自动测量两点间的距离，如液面的高度、机动车倒车时与障碍物间的距离等等。在这类距离的测量中，一点是可达到的，另一点则是不可到达的。因此，测量时，从可到达的一点发射一定频率的信号波，经不可到达的一点反射回来，由接收电路接收回波信号。单片机准确计算信号在两点间传播所用的时间，再根据发射波的传播速度，计算出两点间的距离。
+ u8 V* Q+ [! K7 j5 ] 设计电路时，首先分析测量的对象，选择合适的信号波发射器（如发射声波、红外线、超声波等）。若所选信号波传播速度较慢，可通过单片机对发射波与回波的查询或由发射波与回波触发中断，开关定时器完成计时功能。当波的传播速度很快时（如超声波），测出的误差很大。原因在于：其一，不管是查询发射波与回波，还是由之触发单片机中断再通过软件启停定时器均需要一定的时间（中断的方式误差相对要小）；其二，相对而言，单片机的时间分辨率不是太高，如晶振频率为１２ＭＨｚ，则时间分辨率为１μｓ。, p; ?9 v7 u( j. M6 f) I! N2 A
引入专用的定时／计数器８２５４进行计时，可大大提高测距系统的精确性。８２５４的每个定时器都有一个ＧＡＴＥ门控信号，可用发射波与回波直接启停８２５４，而不必把发射波与回波接至单片机，通过中断或查询再发出定时器启停信号。同时，８２５４具有更高的工作频率，时间的分辨率更高，如输入４ＭＨｚ的工作频率，时间分辨率为０．２５μｓ。
- v0 i1 \* d1 f8 k8 V% M" l 一、硬件结构% p+ r* o6 y5 f9 n' h0 N
电路如附图。图中８２５４的地址为７ＣＨ（０＃定时器）、７ＤＨ（１＃定时器）、７ＥＨ（２＃定时器））、７ＦＨ（控制口），其工作频率ＣＬＫ０由外部电路提供４ＭＨｚ的脉冲信号（该信号为计时的基准信号，频率要求精确，可用４０６０等分频器实现）。受发射波与回波控制的ＪＫ触发器的输出作为８２５４ ０＃定时器的门控信号ＧＡＴＥ０，回波信号同时作为单片机ＩＮＴ０的中断响应信号。初始化时，由单片机的Ｐ１．０口控制ＪＫ触发器的初态为０，８２５４的Ｔ０不计时；发射波产生后，ＪＫ触发器翻转，Ｔ０开始工作，计数初值不断减１；收到回波信号后，ＪＫ触发器再次翻转，８２５３的Ｔ０停止工作，同时触发单片机中断，在中断服务程序中读出时标（计数初值中所剩余的值），然后由数据处理子程序计算出距离。若增加ＬＥＤ显示电路，则可将测出的距离显示出来。" ~8 K& j, n" z2 s
如果波的来回传播时间超过了８２５４一次计时的最大范围，可将其定时器的ＯＵＴ引脚接至单片机的ＩＮＴ１，由中断累加计时。+ S% H; y1 R/ J, d9 O: Q; H. b
二、软件编程/ o+ W: T0 O& N4 c) e! M/ _8 {
主要程序清单如下：$ t" Y/ L, V2 t1 ~7 t
ＯＲＧ ００００Ｈ* U& o d9 [) i" q0 C
ＡＪＭＰ ＳＴＡＲＴ
# ~# [, `8 ^4 B- j' R# I ＯＲＧ ０００３Ｈ
0 A/ O; R/ E6 g* q7 Z% _ ＡＪＭＰ ＷＢＺＤ
0 l, I# L7 U+ YＳＴＡＲＴ：ＣＬＲ Ｐ１．０；ＪＫ触发器初态置０" | W7 W, p$ \+ k) y) o
ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＦＨ；８２５４工作方式：Ｔ０方式０，１６位
" I) b; i/ l' @) k# d ＭＯＶ Ａ，＃００１１００００
+ t# ?. n- ]3 m+ P ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ
9 `9 G8 \* u! X9 D" Q0 ]% B ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＣＨ, o1 S% S( ^% d7 T5 p; C6 B
ＭＯＶ Ａ，＃０ＦＦＨ# p' e' _ h4 n6 q3 c1 O7 P
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；置Ｔ０计数初值低８位
# V: c/ i. a$ Q& I: A {# H ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；置Ｔ０计数初值高８位（最大范围）) _- ~ f; l |6 H
ＳＥＴＢ ＩＴ０；/ＩＮＴＯ下跳沿触发- ]" ?/ L& v9 S; [ u7 F2 ~
ＳＥＴＢ ＥＡ6 s6 z3 r- ^( U+ }" s: C! i7 h
ＳＥＴＢ ＥＸ０；开/ＩＮＴ０中断
. r0 N- u8 x6 z7 UＴＡＢ： ＡＣＡＬＬ ；数据处理子程序* W" h& E0 |6 v8 f
ＡＣＡＬＬ ；键盘处理子程序
D; o! N2 q, ~: w3 h ＡＪＭＰ ＴＡＢ
O, }' F+ e/ k& U% d0 V' ^) m# W) RＷＢＺＤ： ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＣＨ；中断服务子程序
) P) y; h1 p$ k1 @# T7 B6 g O ＭＯＶ Ａ，＠Ｒ０
k3 i2 E0 l9 T* N# z ＭＯＶ ２０Ｈ，Ａ；读出低８位时标送２０Ｈ
- U5 {9 p# c6 z# y ＭＯＶ Ａ，＠Ｒ０
/ ?. N$ H* m9 W# Z9 t5 w ＭＯＶ ２１Ｈ，Ａ；读出高８位时标送２１Ｈ. Y [2 j' _( Y2 o9 G
ＭＯＶ Ａ，＃０ＦＦＨ
; p% P- M' r8 t( k' R: l ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ
7 F/ z; _, ?% k1 Y, `. J ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；重装计数初值4 X7 K- e: l" V, W; Q# p% e( G
ＣＬＲ Ｐ１．０；ＪＫ触发器初态置０- C: ^: l; A, ~' ^' F
ＲＥＴＩ
% N6 J/ x: {7 s) Y% [6 P ＥＮＤ |
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发表于 2016-8-15 15:48
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