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基于超声波与红外线探测技术的测距定位系统的研究 (1)
关键字:测距传感器,超声波脉冲,复位电路   来源:电子工程世界 时间:2011/9/1 10:39:00
导读:传感器检测技术、无线电通讯技术、计算机控制技术是现代信息技术的三大支柱,它们分别构成了信息技术系统的“感官”、“神经”和“大脑”。

  由于工艺参数的差异,对不同芯片而言其振荡器频率将有所不同。另外,当外接电容CEXT值较小时,对振荡器频率的影响更大。同时,电阻电容本身的容差对振荡器频率也有影响。图9所示为RC振荡电路,如果REXT低于212kΩ,振荡器将处于不稳定工作状态,甚至停振。而REXT大于1MΩ时,振荡器又易受噪声、湿度、漏电流的干扰。因此,电阻REXT取值最好在3~100kΩ范围内。在不接外部电容时,振荡器仍可工作,但为了抗干扰及保证稳定性,建议接一20pF以上的电容。

图9RC振荡电路

  本系统选取晶体振荡器作为微控制器的时钟输入,并选取6MHz时钟频率作为系统时钟周期,既可以满足系统频率的要求,又可以克服阻容振荡器精度不足的缺点,是一种较为适宜的设计选择。

  4.2 系统电路设计

  在本测距定位系统中,系统电路可分成三部分,一是超声波发射与接收电路部分;二是红外线产生与接收电路部分;三是显示电路部分,具体设计思路及设计结果如下:

  4.2.1 超声波发射与接收电路

  图10所示为超声波发射电路。在该电路中,通过输入引脚p110来控制超声波,并经超声波发射头Tx发射出去;图11所示为超声波接收放大电路。在该电路中,先通过接收头Rx接收超声波,然后经两级放大器把信号放大60dB,再输送给超声波检波电路。

图10超声波发射电路

图11超声波接收放大电路

  图12所示为超声波检波电路。在该电路中,超声波脉冲信号被整流为正相信号(经测试,该正相信号近似于直流信号),此正相信号转入电路中的电压比较器,引起比较器输出脚(即单片机的INT0脚)电压跳变,由此即可判断是否有回波信号存在。

图12超声波检波电路

  4.2.2 红外线产生与接收电路

  图13所示为红外线发射电路。在该电路中,红外线传感器通过IN引脚输入接收到的信号,当三极管的基极有电流时,三极管导通,从而有电流从位于发射极的红外二极管流过,激发出红外线。图14所示为红外线接收电路。在该电路中,当接收到反射红外线信号时,光敏二极管的电阻将被降低,输入到电压比较器负端的电压将被升高,从而使比较器的输出端输出低电平,并通过发光二极管的熄灭显示出来,由此可判断前方是否有障碍物。

图13经外线发射电路

图14红外线接收电路

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