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          使用8051的超聲波測距儀

          作者:時間:2023-04-04來源:電子產品世界收藏

          在這個項目中,我們使用建立了一個超聲波測距儀。我們有不同的方法來測量距離。一種方法是使用或模塊進行距離測量。這篇文章解釋了如何使用來測量距離。這個超聲波測距儀系統可以測量4米的距離,精確度為3毫米。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202304/445283.htm

          超聲波測距儀的原理

          一般來說,距離可以用脈沖回波和相位測量法來測量。在這里,可以用脈沖回聲法測量距離。超聲波模塊向物體發射信號,然后接收來自物體的回波信號并產生輸出信號,其時間周期與物體的距離成正比。 的機制類似于RADAR(無線電探測和測距)。

          radar concept

          RADAR概念

          這個電路根據正常溫度下的聲波速度計算物體的距離,并在LCD上顯示距離。

          如何將16×2 LCD與連接起來

          Ultrasonic Rangefinder using 8051 Circuit

          使用8051的超聲波測距儀的電路圖

          使用8051電路的超聲波測距儀

          超聲波測距儀所需元件

          AT89C51單片機

          8051編程板

          編程電纜

          HC - SR04 超聲波模塊

          16 x 2 LCD

          10KΩ 電位器

          10μF / 16V 電解電容

          2個10KΩ電阻(1/4瓦)

          0592MHz晶體

          2 x 33pF 電容器

          按鈕

          連接線

          電源供應器

          Keil μVision 軟件

          海德魯斯

          Willar軟件

          Ultrasonic Rangefinder using 8051 Image 1

          Ultrasonic Rangefinder using 8051 Image 2

          Ultrasonic Rangefinder using 8051 Image 3

          Ultrasonic Rangefinder using 8051 Image 4

          超聲波測距儀的電路設計

          本項目的主要部件是AT89C51微控制器,超聲波傳感器和LCD顯示屏。超聲波傳感器的TRIGGER和ECHO引腳分別連接到P3.1和P3.2引腳。 LCD的數據引腳連接到微控制器的PORT1,控制器的RS、RW和EN引腳分別連接到P3.6、GND和P3.7。這里,LCD(液晶顯示器)被用來顯示物體的距離。10KΩ POT用于改變LCD的對比度。微控制器、LCD和超聲波傳感器的電源引腳連接到5V直流。

          超聲波模塊(超聲波傳感器)

          HC - SR04超聲波模塊的工作原理是SONAR,被設計用來測量小型嵌入式項目中物體的范圍。它提供了優秀的范圍檢測,具有高精確度和穩定的讀數。該模塊的操作不受陽光或黑色材料的影響。

          特點

          該模塊的分辨率為3毫米

          探測距離為2厘米至400厘米(4米)。

          角度測量為30度

          觸發輸入脈沖寬度為10μs

          所需電流為15mA

          頻率40KHz

          引腳配置

          Vcc:該引腳連接到正的5V直流電。

          觸發器: 觸發信號被施加到這個引腳,用于啟動傳輸。這個信號必須在10μs內為高電平。當一個有效的觸發信號被應用時,它會產生8個40KHz的脈沖。

          回音: 在這個引腳,模塊產生的信號的時間周期與距離成正比。

          GND:該引腳連接到地面。

          使用8051電路的超聲波測距儀如何工作?

          當10μs的高電平脈沖應用于TRIG引腳時,超聲波模塊連續發射8個40KHz的脈沖。在發射第8個脈沖后,傳感器的ECHO引腳變為高電平。當模塊收到來自物體的反射信號時,ECHO引腳變為低電平。信號離開和返回傳感器所需的時間被用來找出物體的范圍。

          距離(厘米)=(時間/58

          以英寸為單位的物體距離 = (時間/148)

          距離也可以用超聲波的速度來計算 340m/s

          timing diagram

          時序圖

          程序的算法

          在TRIG引腳上發送10微秒的高電平脈沖

          初始時P3.1=0;

          P3.1 = 1;

          delay_ms (10);

          P3.1 = 0;

          等待,直到模塊發送40KHz的脈沖。當第8個脈沖被傳輸時回音針變成高電平,TIMER0開始計數,當輸入INT0變成低電平時,定時器開始計數

          while (INT0 == 0);

          while (INT0 == 1);

          TIMER0值等于信號前進和復出的時間,所以我們只需要取一半的時間。

          所需時間 = TIMER0 VALUE/2

          超聲波脈沖的速度不過是音速,即340.29米/秒或34029厘米/秒。

          距離 = 速度 * 時間 = 34029 * (TIMER0) / 2

          在11.0592MHz時,TIMER0被遞增了1μs。

          范圍 = 17015 * TIMER0 X 10-6

          目標范圍=TIMER0/58厘米。

          如何操作?

          首先將程序刻錄到單片機上

          現在按照電路圖的要求進行連接

           在連接時要確保超聲波模塊的Vcc與5V直流電相連。

          接通電路板的電源

          將障礙物放在超聲波模塊前面,現在你可以在LCD上觀察距離。

          關閉電路板的電源。

          超聲波測距儀項目應用

          用來測量障礙物的距離。

          該系統用于汽車停車傳感器和障礙物警告系統。

          用在地形監測機器人中。

          電路的局限性

          該系統不能測量更遠的距離。



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