基于C8051 F300的超声测距仪设计

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' j: C4 V) N4 J& f% x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
' H5 q5 w& d) k9 Z( T( t6 l1 B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。
9 Q, P# G% b! s2 y/ E关键词：超声波C8051F300 单片机测 距仪
引言
- c* m: m  }- i' R3 y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
距离短、精度有限等约束,通过算法改进和抗干扰措施的
  N; p% v. u' F: ]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。.
' V( G2 ?- a4 LC8051F300(简称“F300")在这些方面具有杰出的性
7 B5 Y! [; a. d9 Q) a1 {! g0 k3 B能。它具备高速8051微控制器内核(最高可达25
0 l7 o: Z0 z. xMIPS).8位ADC.温度传感器和UART,在很少外围电路
5 i7 L/ d5 I8 C- X, F, i的情况下即可构成超声测距系统,成为优选控制器。
. Q( B4 N2 P3 `: N- {超声测距仪的实物示意图如图1所示。其中,探头部
% a! f3 [# K; n) A% _, t1 H分采用本教研室自主研发的超声传感器,内嵌换能器和发
' b+ e5 r; b- F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
) I* j) j+ f; F$ O: `: [) k法和上传数据。
. P8 H+ z' d% Z1 b! K" h/ t9 V
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结构与接口
如上所述,回波信号幅值集中在土4 V之间,这个数
& m9 G" }& P: ?4 o值大小适中,也便于观察,但却不符合F300的I/O口对工
+ ^; n/ m3 l' L) d( R作电压0~3.3 V的要求,所以在信号接人单片机前,必须
先进行预处理,调整幅值。本系统采取了取绝对值再作小
1 k, {  a6 l* U) ]3 _幅衰减的方法来实现预处理。
# N1 ~& n) A5 S, E预处理电路如图2所示。该电路由1个负电压截止
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”