技術前沿:超聲波監測預警係統電路設計
發布時間:2015-01-29 責任編輯:echolady
【導讀】隨著科技逐漸走向智能化、信息化、網絡化,工業領域掀起了又一次變革。嵌入式係統的設計在工業領域遍地生花。嵌入式控製器更是以其可靠性高、體積小、靈活方便、功能強大的特點,滲透到農業、軍事、教育、工業、科研、日常等等諸多領域。而本文主要講解了嵌入式的隻能應用——單片機超聲波監測預警係統電路設計。
障礙物距離檢測電路的設計
在本係統中超聲波測距電路是由MICROCHIP的PIC16C57設計而成的,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(fa)出(chu)信(xin)號(hao)使(shi)發(fa)射(she)端(duan)的(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)換(huan)能(neng)器(qi)發(fa)出(chu)加(jia)以(yi)電(dian)壓(ya)激(ji)勵(li),其(qi)受(shou)激(ji)勵(li)後(hou)以(yi)脈(mai)衝(chong)的(de)形(xing)式(shi)發(fa)射(she)超(chao)聲(sheng)波(bo),當(dang)超(chao)聲(sheng)波(bo)接(jie)收(shou)器(qi)接(jie)收(shou)到(dao)回(hui)波(bo)信(xin)號(hao)時(shi),傳(chuan)回(hui)到(dao)主(zhu)控(kong)器(qi)中(zhong),從(cong)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)開(kai)始(shi)發(fa)射(she)時(shi)主(zhu)控(kong)器(qi)中(zhong)的(de)定(ding)時(shi)器(qi)便(bian)開(kai)始(shi)計(ji)時(shi),接(jie)收(shou)到(dao)回(hui)波(bo)信(xin)號(hao)時(shi)停(ting)止(zhi)計(ji)時(shi)。所(suo)側(ce)出(chu)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)再(zai)乘(cheng)以(yi)聲(sheng)速(su)就(jiu)得(de)到(dao)了(le)兩(liang)倍(bei)的(de)距(ju)離(li)值(zhi)。從(cong)而(er)計(ji)算(suan)出(chu)障(zhang)礙(ai)物(wu)到(dao)發(fa)射(she)點(dian)的(de)距(ju)離(li)。其(qi)電(dian)路(lu)圖(tu)如(ru)圖(tu)1所示。

圖1 超聲波測距電路圖
距離值通過PIC16C57的10腳進行串行輸出,經MAX232芯片後與ARM的串口相連。芯片MAX232是為RS232標準串口設計的接口電路,它完成TTL電平和RS232電平的轉換。
聲光報警電路設計
benxitongyaoqiugenjuyingxiangzhuangzaijiwendingxingdezhangaiwujulidelinjiezhiduiweixianzhuangkuangjinxingsanjibaojing。dangchuyudiweixianzhuangkuangshi,zhiyouzhishidenglvdengbeidianliang,tixingjiashizhezhuyi;當危險級別增高時,指示燈黃燈點亮,同時伴隨有舒緩的蜂鳴聲,提醒駕駛者采取措施;當達到最高危險級別時,指示燈紅燈被點亮,同時蜂鳴聲由舒緩轉為急促,提醒駕駛者趕緊製動。設計中,分別采用了LPC2290的P2.20(GPIOA4)驅動綠色LED,P2.21(GPIOA5)驅動黃色LED, P2.22(GPIOA6)驅動紅色LED,P2.23(GPIOA7)驅動蜂鳴器。所設計的報警電路如圖2所示。

圖2 報警電路
通過試驗驗證,該係統已完成了所需的功能要求,最大測量值為9.99m,誤差 ≤0.01m。安(an)裝(zhuang)非(fei)常(chang)方(fang)便(bian),便(bian)於(yu)使(shi)用(yong)。但(dan)該(gai)係(xi)統(tong)還(hai)有(you)一(yi)個(ge)不(bu)足(zu),即(ji)用(yong)超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)車(che)輛(liang)前(qian)方(fang)路(lu)麵(mian)信(xin)息(xi)時(shi),如(ru)果(guo)是(shi)凸(tu)起(qi)的(de)障(zhang)礙(ai)物(wu)能(neng)有(you)效(xiao)的(de)檢(jian)測(ce)到(dao),但(dan)當(dang)前(qian)方(fang)為(wei)凹(ao)坑(keng)時(shi)便(bian)檢(jian)測(ce)不(bu)出(chu)來(lai),所(suo)以(yi)有(you)待(dai)於(yu)進(jin)一(yi)步(bu)研(yan)究(jiu)。
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