用AT89C2051設計超聲波測距儀

AT89C2051通過外部引腳P1.6輸出脈沖寬度為250μs，載波為40kHz的10個脈沖的脈沖群，以推挽形式加到變壓器的初級，經(jīng)升壓變換推動超聲波換能器發(fā)射出去。在發(fā)射的同時，P1.7輸出一個高電平啟動，給電容C4充電。發(fā)射結束時高電平翻轉為低電平，C4開始對R2、R3組成的分壓器放電并輸出到比較器的負端。超聲波接收換能器將接收到的障礙物反射的超聲波送到放大器進行放大，這是一個高增益、低噪聲放大器，在對放大后的信號進行檢波后將檢測回波送到比較器的正輸入端。發(fā)射時P1.7輸出的電平可以抑制比較器的翻轉，這樣就可以抑制發(fā)射器發(fā)射的超聲波直接輻射到接收器而導致錯誤檢測。

圖3是超聲波測距原理的波形圖，從圖中可以看到，測出回波和發(fā)射脈沖之間的時間間隔，利用S=Ct/2就可以算出距離，再在LCD上顯示出來。當然還可以設置若干個鍵，以用來控制電路的工作狀態(tài)。限制系統(tǒng)的最大可測距離存在四個因素：超聲波的幅度，反射而的質地，反射而和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測距離。

4 系統(tǒng)軟件設計

AT89C2051單片機和其開發(fā)應用系統(tǒng)具有語言簡潔、可移植性好、表達能力強、表達方式靈活、可進行結構化設計、可以直接控制計算機硬件、生成代碼質量高、使用方便等諸多優(yōu)點。超聲波測距儀就是用AT89C51單片機開發(fā)設計的。它采用模塊化設計，由主程序、發(fā)射子程序、查蟓接收子程序、定時子程序、顯示子程序等模塊組成。

圖4和圖5分別為主程序和測量子程序的框圖。該系統(tǒng)的主程序處于鍵控循環(huán)工作方式，當按下測量鍵時，主程序開始調(diào)用發(fā)射子程序、查詢接收子程序、定時子程序，并把測量結果用顯示子程序在液晶屏上顯示出來。