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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。
1 ^: R& ?" Y, m 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。# N7 R$ \3 L: y) N/ z& T
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。
# ` S( u: X3 z$ E3 V 一、硬件结构
) x4 [5 ?% w" A/ h( N 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。
. r6 X+ w: z1 i% ]& x5 W- \2 P 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。
) l; v$ M, a' f0 h! V7 e+ b 二、软件编程
/ B% X9 g, E K" q6 ?1 a4 { 主要程序清单如下：
! @$ T# F/ k6 i; \ I( W# C* m ＯＲＧ ００００Ｈ
6 Z+ ^# n! r" W! x9 u5 S6 \& @) n ＡＪＭＰ ＳＴＡＲＴ
# {9 Q: W$ Z+ z4 \$ T: z ＯＲＧ ０００３Ｈ
A: ?) C3 k% w; m5 |9 ~8 S9 q ＡＪＭＰ ＷＢＺＤ
0 m' A( D9 j1 o" q1 i. VＳＴＡＲＴ：ＣＬＲ Ｐ１．０；ＪＫ触发器初态置０& ]# W8 f! ]7 U7 n9 H# u9 `
ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＦＨ；８２５４工作方式：Ｔ０方式０，１６位; h% o) U- T2 \
ＭＯＶ Ａ，＃００１１００００
6 U7 g0 y( p% C+ ?/ `5 ^4 `, h+ Z! z ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ
2 K* v+ J& X0 P6 ^2 p' q7 V. x* } ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＣＨ
1 p2 ^) z- [1 @" k8 \9 \5 e ＭＯＶ Ａ，＃０ＦＦＨ
: d* x2 q1 v+ D8 V4 i1 r5 X ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；置Ｔ０计数初值低８位, _; a# ]/ A% U! j. Z% R4 S
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；置Ｔ０计数初值高８位（最大范围）3 p9 ^ G9 n* V( y1 F9 K
ＳＥＴＢ ＩＴ０；/ＩＮＴＯ下跳沿触发: Q& F& @& j9 [/ g- ~# q
ＳＥＴＢ ＥＡ/ y) q- N* A4 G' K' Q
ＳＥＴＢ ＥＸ０；开/ＩＮＴ０中断
4 l Q7 n9 }! \6 R9 JＴＡＢ： ＡＣＡＬＬ ；数据处理子程序: m) w. F& w( c' B- r
ＡＣＡＬＬ ；键盘处理子程序: r N- j4 k0 f( p0 N) o
ＡＪＭＰ ＴＡＢ) _% c# a$ G2 {. u8 V
ＷＢＺＤ： ＭＯＶ Ｒ０，＃７ＣＨ；中断服务子程序: _- M2 r7 a8 g2 n; V7 A% ]
ＭＯＶ Ａ，＠Ｒ０4 n& x6 b9 T* M* Z$ i; x) X
ＭＯＶ ２０Ｈ，Ａ；读出低８位时标送２０Ｈ- j, f; ], ~% G- P- T
ＭＯＶ Ａ，＠Ｒ０
; v0 x; T. s8 x. L' x% L1 ` ＭＯＶ ２１Ｈ，Ａ；读出高８位时标送２１Ｈ z0 B) Q- R. h$ o
ＭＯＶ Ａ，＃０ＦＦＨ. Y+ _: B; H+ O I. a5 S
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ" l& F% i' p0 V% s" p
ＭＯＶ ＠Ｒ０，Ａ；重装计数初值
. w7 c" y# u6 w ＣＬＲ Ｐ１．０；ＪＫ触发器初态置０$ V( N& x" l8 r/ _0 E9 E0 j
ＲＥＴＩ
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发表于 2016-8-15 15:48
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