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标题:
单片机构成的精确测距系统
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作者:
jerryli
时间:
2016-8-15 15:48
标题:
单片机构成的精确测距系统
实际工作中常常需要自动测量两点间的距离，如液面的高度、机动车倒车时与障碍物间的距离等等。在这类距离的测量中，一点是可达到的，另一点则是不可到达的。因此，测量时，从可到达的一点发射一定频率的信号波，经不可到达的一点反射回来，由接收电路接收回波信号。单片机准确计算信号在两点间传播所用的时间，再根据发射波的传播速度，计算出两点间的距离。
' |6 p9 k, w& X! e) h
设计电路时，首先分析测量的对象，选择合适的信号波发射器（如发射声波、红外线、超声波等）。若所选信号波传播速度较慢，可通过单片机对发射波与回波的查询或由发射波与回波触发中断，开关定时器完成计时功能。当波的传播速度很快时（如超声波），测出的误差很大。原因在于：其一，不管是查询发射波与回波，还是由之触发单片机中断再通过软件启停定时器均需要一定的时间（中断的方式误差相对要小）；其二，相对而言，单片机的时间分辨率不是太高，如晶振频率为１２ＭＨｚ，则时间分辨率为１μｓ。
" T X( `0 G9 o' ]( v- P- j9 S& z! ~
引入专用的定时／计数器８２５４进行计时，可大大提高测距系统的精确性。８２５４的每个定时器都有一个ＧＡＴＥ门控信号，可用发射波与回波直接启停８２５４，而不必把发射波与回波接至单片机，通过中断或查询再发出定时器启停信号。同时，８２５４具有更高的工作频率，时间的分辨率更高，如输入４ＭＨｚ的工作频率，时间分辨率为０．２５μｓ。
2 i0 a7 [4 U3 c1 o
一、硬件结构
! p. o- C# L3 _
电路如附图。图中８２５４的地址为７ＣＨ（０＃定时器）、７ＤＨ（１＃定时器）、７ＥＨ（２＃定时器））、７ＦＨ（控制口），其工作频率ＣＬＫ０由外部电路提供４ＭＨｚ的脉冲信号（该信号为计时的基准信号，频率要求精确，可用４０６０等分频器实现）。受发射波与回波控制的ＪＫ触发器的输出作为８２５４ ０＃定时器的门控信号ＧＡＴＥ０，回波信号同时作为单片机ＩＮＴ０的中断响应信号。初始化时，由单片机的Ｐ１．０口控制ＪＫ触发器的初态为０，８２５４的Ｔ０不计时；发射波产生后，ＪＫ触发器翻转，Ｔ０开始工作，计数初值不断减１；收到回波信号后，ＪＫ触发器再次翻转，８２５３的Ｔ０停止工作，同时触发单片机中断，在中断服务程序中读出时标（计数初值中所剩余的值），然后由数据处理子程序计算出距离。若增加ＬＥＤ显示电路，则可将测出的距离显示出来。
! x3 \# M3 m* I' y
如果波的来回传播时间超过了８２５４一次计时的最大范围，可将其定时器的ＯＵＴ引脚接至单片机的ＩＮＴ１，由中断累加计时。
. A4 T4 }5 ?5 S; |( F
二、软件编程
1 `1 D! M' v: B/ y% @6 W
主要程序清单如下：
7 v# n0 r/ z( W L7 b7 a
ＯＲＧ ００００Ｈ
' g( H# z9 X: T: L7 n2 u
ＡＪＭＰ ＳＴＡＲＴ
6 x& j" x, o( L( p( E& s& O! d7 W& W X
ＯＲＧ ０００３Ｈ
- z+ a+ `5 }, w% o4 O
ＡＪＭＰ ＷＢＺＤ
$ z' P8 H Z% {# N5 N3 [
ＳＴＡＲＴ：ＣＬＲ Ｐ１．０；ＪＫ触发器初态置０
& z: B! r; I0 y" y
ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＦＨ；８２５４工作方式：Ｔ０方式０，１６位
) Y4 `% V5 _) w& d7 L0 R: i
ＭＯＶ Ａ，＃００１１００００
# I, l4 `! [0 R0 T
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ
. \1 @- A0 g( e( c: z
ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＣＨ
8 a6 L5 d2 V6 u4 Q! O, v
ＭＯＶ Ａ，＃０ＦＦＨ
3 y) z1 a+ O; o( j; W, x
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；置Ｔ０计数初值低８位
& C- E; d4 M* j7 }$ x, g' M
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；置Ｔ０计数初值高８位（最大范围）
- U$ [- o& ^, Y1 f
ＳＥＴＢ ＩＴ０；/ＩＮＴＯ下跳沿触发
+ {4 e+ V/ i& l3 T8 m" I) f6 t A
ＳＥＴＢ ＥＡ
2 g2 s( f7 g# _+ i9 q
ＳＥＴＢ ＥＸ０；开/ＩＮＴ０中断
# ]/ R2 `# C! V4 G2 U$ W* I
ＴＡＢ： ＡＣＡＬＬ ；数据处理子程序
a' t5 B- O7 y4 y2 O
ＡＣＡＬＬ ；键盘处理子程序
* r; |# G) i1 Q q
ＡＪＭＰ ＴＡＢ
* ?9 ]. T' x T' _7 V3 s( Q" U
ＷＢＺＤ： ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＣＨ；中断服务子程序
$ O4 I- V8 j# Y1 I5 E
ＭＯＶ Ａ，＠Ｒ０
" s1 g, E! W+ Y% B5 m* r' o
ＭＯＶ ２０Ｈ，Ａ；读出低８位时标送２０Ｈ
) e$ Y8 \; O% b! s0 ?) V/ Y. V) x
ＭＯＶ Ａ，＠Ｒ０
: z8 `; l. c, P) I+ x* C
ＭＯＶ ２１Ｈ，Ａ；读出高８位时标送２１Ｈ
$ X: X# S5 P8 E8 t2 @ }6 f
ＭＯＶ Ａ，＃０ＦＦＨ
1 X9 M- p0 l8 ~: A- G/ u
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ
: I5 d, l9 G' [. y. t# [ O
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；重装计数初值
+ k3 j7 R9 w; Z8 h! h8 y: J# b
ＣＬＲ Ｐ１．０；ＪＫ触发器初态置０
/ s/ T- o- }! }& I H* b
ＲＥＴＩ
1 `) _8 Y6 }' J5 H ^: T- ?
ＥＮＤ
作者:
Gegu
时间:
2016-8-16 10:35
学习中，谢谢分享
: E; s9 l( ~. n# H; }7 G9 _
作者:
ygcgsa
时间:
2016-11-30 10:42
谢谢分享
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