一種超聲波智能測距儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明設計一種智能測距儀，具體為一種超聲波智能測距儀。
【背景技術】
[0002]本發(fā)明作為一種測距儀，其主要通過控制電路控制超聲波的發(fā)射和接收，經(jīng)過單片機的處理顯示測定的距離的智能測距儀。本發(fā)明的發(fā)明思想主要功能設置鍵設置測定的距離范圍，通過開關控制超聲波發(fā)射換能器發(fā)射超聲波，超聲波經(jīng)障礙物反射后通過超聲波接收換能器接收，接收的超聲波信號通過集成電路CX20106A識別，使外部中斷0產(chǎn)生中斷信號；單片機采用AT89C51芯片，通過發(fā)射超聲波時產(chǎn)生的定時器0中斷中斷信號和外部中斷0中斷信號的時間間隔，進過芯片處理計算出測距儀測定的距離；單片機輸出距離的數(shù)字信號，經(jīng)過驅(qū)動電路判斷距離是否在初始設置的測定范圍，如果不在設置范圍內(nèi)，驅(qū)動電路發(fā)送控制信號控制報警器發(fā)出報警信號，如果在范圍內(nèi)，驅(qū)動電路輸出測定的距離數(shù)字信號，通過LED數(shù)碼管顯示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術方案如下:一種超聲波智能測距儀，包括單片機、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、LED數(shù)碼管、電源接口、開關鍵、功能確定鍵和增大鍵以及減小鍵；增大鍵、減小鍵、功能確定鍵、開關鍵和電源接口連接單片機，超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和LED數(shù)碼管連接單片機；其特征在于:接入電源到電源接口，按第一下功能確定鍵設置最小距離，按第二下功能確定鍵設置最大距離，通過按增大鍵和減小鍵控制大小，按第三下功能確定鍵確定設置；按下開關鍵，超聲波發(fā)射模塊上的超聲波發(fā)射換能器發(fā)射超聲波，外部寄存器中斷電路啟動，超聲波接收模塊上的超聲波接收換能器接收反射回來的超聲波；夕卜部寄存器將超聲波發(fā)射和接收的時間中斷信號送回單片機，單片機經(jīng)過處理將得到的信號通過LED數(shù)碼管顯示。
[0004]進一步的，所述單片機使用的是AT89C51芯片；AT89C51芯片接入的寄存器送回的中斷時間信號和初始設置的超聲波速度，其利用公式S=T*V/2 (V為初始設置的超聲波速度，本發(fā)明定值340m/s )。
[0005]進一步的，所述單片機內(nèi)的程序開了定時器0中斷和外部中斷0，使定時器工作在TH0=6DH, TL0=6DH,每過294US (超聲波傳播0.lm所需要的時間)中斷一次，到對測量距離計數(shù)，外部中斷0接收到超聲回波時，外部中斷0產(chǎn)生中斷，使定時間0停止計時。
[0006]進一步的，測距儀上的驅(qū)動電路控制報警器，驅(qū)動電路接收AT89C51芯片內(nèi)的定時器輸入的信號進過處理輸出的數(shù)值信號；當芯片處理后的信號大于設置的上限距離或小于設置的下限距離，驅(qū)動電路發(fā)送控制信號到報警器，出發(fā)報警器發(fā)出報警信號。
[0007]進一步的，所述超聲波發(fā)射模塊主要由反相器74LS04和超聲波發(fā)射換能器TCT40-10F1構成，單片機P1.0端口輸出的40kHz的方波信號一路經(jīng)一級反向器后送到超聲波換能器的一個電極，另一路經(jīng)兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個電極，用這種推換形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強度。
[0008]進一步的，所述超聲波接收模塊主要由集成電路CX20106A和超聲波接收換能器TCT40-10S1構成，其中心頻率為40kHz ;集成電路CX20106A識別超聲波信號，控制超聲波接收換能器接收反射的超聲波信號，將信號送回單片機。
[0009]進一步的，所述LED數(shù)碼管使用的是七段數(shù)碼管；其主要接收AT89C51芯片輸出的數(shù)字信號并且顯示出來；所述LED數(shù)碼管的顯示方式為靜態(tài)顯示，P0輸出十位，P2輸出個位，P1輸出十分位。
[0010]進一步的，所述電源接口接入的電源大小為5V直流電，其電源接入通過電源適配器輸入。
[0011]進一步的，所述開關鍵控制超聲波發(fā)射換能器的啟動；從靠近開關的按鍵開始，第一個為功能確定鍵，第二個為增大鍵，第三個為減小鍵；功能確定鍵設置測定的最大距離和最小距離，增大鍵和減小鍵控制設置的范圍。
[0012]—種超聲波智能測距儀的方法，其特征在于步驟為:通過接入電源，用功能確定鍵和增大鍵以及減小鍵設置測定距離的上限和下限；打開開關，超聲波發(fā)射換能器發(fā)射超聲波，單片機內(nèi)定時器0中斷中斷一次并開始計時，超聲波經(jīng)障礙物反射后通過超聲波接收換能器接收，經(jīng)過集成電路CX20106A識別，使得外部中斷0產(chǎn)生中斷，單片機內(nèi)的定時器停止計時；單片機接收兩個中斷記錄的時間間隔通過公式計算出測定距離，假設數(shù)值大于距離上限或小于距離下限，單片機輸出信號到驅(qū)動電路，驅(qū)動電路發(fā)送控制信號控制報警器發(fā)出報警信號；假設數(shù)值在設置的距離限制中，單片機輸出數(shù)字信號到LED數(shù)碼管，LED數(shù)碼管顯示距離數(shù)值。
[0013]本發(fā)明的工作原理為:接入電源到電源接口，按第一下功能確定鍵設置最小距離，按第二下功能確定鍵設置最大距離，通過按增大鍵和減小鍵控制大小，按第三下功能確定鍵確定設置；按下開關，超聲波發(fā)射換能器發(fā)射超聲波，單片機內(nèi)部定時器0中斷中斷電路啟動，超聲波接收換能器接收反射回來的超聲波，傳輸?shù)郊呻娐稢X20106A識別和處理；外部中斷0產(chǎn)生中斷，超聲波發(fā)射和接收的時間中斷信號送回單片機AT89C51芯片，單片機經(jīng)過處理將得到的信號處理為測定的距離數(shù)字信號，經(jīng)過驅(qū)動電路判斷距離是否在初始設置的測定范圍，如果不在設置范圍內(nèi)，驅(qū)動電路發(fā)送控制信號控制報警器發(fā)出報警信號，如果在范圍內(nèi)，驅(qū)動電路輸出測定的距離數(shù)字信號，通過LED數(shù)碼管顯示。
[0014]本發(fā)明設計主要工作模塊為主控制模塊的設計、超聲波發(fā)射模塊設計、超聲波接收模塊和顯示模塊等四個模塊構成，運用超聲波傳感器測量設計的超聲波傳感器其主要特點由發(fā)射部分發(fā)射超聲波，用接收部分接收超聲波，本發(fā)明利用兩個中斷，在發(fā)射信號時，打開定時器中斷0和外部中斷0是定時器計時，當接收到發(fā)射超聲波信號時，外部中斷0關閉，此時定時器中斷0記錄的時間就為超聲波傳播經(jīng)過測距儀到前方物體的返回時間。利用公式S=T*V/2 (V為超聲波速度，本設計定值340m/s)，單片機把處理的距離值S通過LED顯示出來。
[0015]本發(fā)明的技術效果是:通過此智能測距儀，可以精確地測定與物體之間的距離；通過超聲波抗干擾能力強，集成電路CX20106A和AT89C51芯片處理模式優(yōu)越，能夠凈月的測定與障礙物的距離。同時可以自行設定測定范圍，增加了測定的精度和結(jié)果的準確度。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實施例一種超聲波智能測距儀設施的裝置圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的實施例一種超聲波智能測距儀方法的發(fā)射原理圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的實施例一種超聲波智能測距儀方法的接收原理圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的實施例一種超聲波智能測距儀方法的流程圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的實施例一種超聲波智能測距儀方法的子流程圖。
[0021]圖6是本發(fā)明的實施例一種超聲波智能測距儀方法的原理框圖。
[0022]圖1所示，1.減小鍵，2.增大鍵，3.功能確定鍵，4.開關鍵，5.電源接口，6.LED數(shù)碼管，7.超聲波接收換能器，8.超聲波發(fā)射換能器，9.單片機，10.報警器。
[0023]圖2所示，11.反相器A，12.反相器C，13.反相器B，14.上拉電阻R (10)，15.發(fā)射換能器，16.上拉電阻R (11)，17.反相器D，18.反相器E。
[0024]圖3所示，19.集成電路CX20106A，20.濾波電容C (4)，21.接收換能器。
[0025]圖4所示，22.開始，23.系統(tǒng)初始化，24.發(fā)射超聲波脈，25.等待反射超聲，26.計算距離，27.判斷是否在測量范圍，28.顯示程序，29.發(fā)報警信號，30.判斷工作方式，31.結(jié)束。
[0026]圖5所示，32.寄存器R0加一，33.判斷R0是否大于120，34.置標志R1為1，35.關閉總中斷，36.返回主程序。
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