揭秘ARM單片機(jī)超聲波監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)獲得廣闊的發(fā)展空間，工業(yè)控制領(lǐng)域也進(jìn)行著一場巨大的變革，以32位高端處理器為平臺(tái)的實(shí)時(shí)嵌入式軟硬件技術(shù)將應(yīng)用在工業(yè)控制的各個(gè)角落。嵌入控制器因其體積小、可靠性高、功能強(qiáng)、靈活方便等許多優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用已深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、教育、國防、科研以及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域，對各行各業(yè)的技術(shù)改造、產(chǎn)品更新?lián)Q代、加速自動(dòng)化化 進(jìn)程、提高生產(chǎn)率等方面起到了極其重要的推動(dòng)作用。

　　障礙物距離檢測電路的設(shè)計(jì)

　　在本系統(tǒng)中超聲波測距電路是由MICROCHIP的PIC16C57設(shè)計(jì)而成的，選用的超聲波傳感器是T/R40-16壓電陶瓷傳感器。在工作中，主控器PIC16C57發(fā)出信號(hào)使發(fā)射端的超聲波換能器發(fā)出加以電壓激勵(lì)，其受激勵(lì)后以脈沖的形式發(fā)射超聲波，當(dāng)超聲波接收器接收到回波信號(hào)時(shí)，傳回到主控器中，從脈沖信號(hào)開始發(fā)射時(shí)主控器中的定時(shí)器便開始計(jì)時(shí)，接收到回波信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)。所側(cè)出的時(shí)間間隔再乘以聲速就得到了兩倍的距離值。從而計(jì)算出障礙物到發(fā)射點(diǎn)的距離。其電路圖如圖2所示。

　　圖2 超聲波測距電路圖

　　距離值通過PIC16C57的10腳進(jìn)行串行輸出，經(jīng)MAX232芯片后與ARM的串口相連。芯片MAX232是為RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路，它完成TTL電平和RS232電平的轉(zhuǎn)換。

　　聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)要求根據(jù)影響裝載機(jī)穩(wěn)定性的障礙物距離的臨界值對危險(xiǎn)狀況進(jìn)行三級報(bào)警。當(dāng)處于低危險(xiǎn)狀況時(shí)，只有指示燈綠燈被點(diǎn)亮，提醒駕駛者注意;當(dāng)危險(xiǎn)級別增高時(shí)，指示燈黃燈點(diǎn)亮，同時(shí)伴隨有舒緩的蜂鳴聲，提醒駕駛者采取措施;當(dāng)達(dá)到最高危險(xiǎn)級別時(shí)，指示燈紅燈被點(diǎn)亮，同時(shí)蜂鳴聲由舒緩轉(zhuǎn)為急促，提醒駕駛者趕緊制動(dòng)。設(shè)計(jì)中，分別采用了LPC2290的P2.20（GPIOA4）驅(qū)動(dòng)綠色LED，P2.21（GPIOA5）驅(qū)動(dòng)黃色LED， P2.22（GPIOA6）驅(qū)動(dòng)紅色LED，P2.23（GPIOA7）驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。所設(shè)計(jì)的報(bào)警電路如圖3所示。

　　圖3 報(bào)警電路

　　通過試驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)已完成了所需的功能要求，最大測量值為9.99m，誤差 ≤0.01m。安裝非常方便，便于使用。但該系統(tǒng)還有一個(gè)不足，即用超聲波傳感器檢測車輛前方路面信息時(shí)，如果是凸起的障礙物能有效的檢測到，但當(dāng)前方為凹坑時(shí)便檢測不出來，所以有待于進(jìn)一步研究。