基于AT89C2051設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀

1、 . . . 基于AT89C2051設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀一、儀器的原理與簡(jiǎn)單介紹超聲波測(cè)距主要應(yīng)用于倒車(chē)?yán)走_(dá)、建筑施工工地以與一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，例如：液位、井深、管道長(zhǎng)度等場(chǎng)合。本文介紹一種以AT89C2051單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀的電路。1. 超聲波是指頻率高于20KHz的機(jī)械波。為了以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超生波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱(chēng)為超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化，即在發(fā)射超聲波的時(shí)候，將電

2、能轉(zhuǎn)換，發(fā)射超聲波；而在收到回波的時(shí)候，則將超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。本電路采用40KHz的超聲波發(fā)生器和接收器。2.超聲波測(cè)距原理    超聲波測(cè)距是通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差t,然后求出距離S=Ct/2，式中的C為超聲波波速。    由于超聲波也是一種聲波，其聲速C與溫度有關(guān)，表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。如果測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕ＵＢ曀俅_定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。這就是超聲波測(cè)距儀

3、的機(jī)理。其系統(tǒng)框圖如圖1所示。 圖01具體的超聲波發(fā)射和接收控制與時(shí)間計(jì)算、距離顯示由單片機(jī)AT89C2051（已含有相應(yīng)的程序）配合相應(yīng)電路自動(dòng)完成。二、電路原理圖圖02三、印制電路板圖四、元器件清單C1RAD-0.1Cap1000PC2CC2012-0805Cap0.1uC3RAD-0.2Cap1uC4CC2012-0805Cap0.1uC5CC2012-0805Cap473C6CC2012-0805Cap203C7RAD-0.1Cap2200pC8CAPPR2-5x6.8Cap Pol122uF/16VC9CAPPR2-5x6.8Cap Pol122uF/16VC10CC2012-080

4、5Cap104C11RAD-0.1Cap30PC12RAD-0.1Cap30PC13CAPPR2-5x6.8Cap Pol122uFC14CAPPR5-5x5Cap Pol11000uF/25VC15CAPPR5-5x5Cap Pol1470uF/25VC16CC2012-0805Cap0.1C17CC2012-0805Cap0.1C18CC2012-0805Cap0.1C19CC2012-0805Cap0.1C20CC2012-0805Cap0.1C21CC2012-0805Cap0.1C22CC2012-0805Cap0.1C23CC2012-0805Cap0.1C24CC2012-080

5、5Cap0.1D2DIO10.46-5.3x2.8Diode 1N4007D3DIO10.46-5.3x2.8Diode 1N4007D4DIO10.46-5.3x2.8Diode 1N4007D5DIO10.46-5.3x2.8Diode 1N4007D6DIO10.46-5.3x2.8Diode 1N4007DS1CAPPR2-5x6.8LED0發(fā)光管F1YUANFMQ蜂鳴器K1DIP-16Relay-DPDT繼電器LED1LEDDIP-10/C15.24RHDDpy Blue-CA數(shù)碼管LED2LEDDIP-10/C15.24RHDDpy Blue-CA數(shù)碼管LED3LEDDIP-10/

6、C15.24RHDDpy Blue-CA數(shù)碼管P1HDR1X3Header 3接插件3頭P2HDR1X6Header 6接插件6頭RcsbCSB超聲波接收R1CR2012-0805Res29.1KR2CR2012-0805Res21KR3CR2012-0805Res2100KR4CR2012-0805Res210KR5CR2012-0805Res210KR6CR2012-0805Res2470KR7CR2012-0805Res210KR8CR2012-0805Res25.1KR9CR2012-0805Res220KR10CR2012-0805Res21KR11CR2012-0805Res210

7、KR12CR2012-0805Res2200R13CR2012-0805Res21KR14CR2012-0805Res210KR15CR2012-0805Res210KR16CR2012-0805Res210KR17CR2012-0805Res210KR18CR2012-0805Res21KR19CR2012-0805Res21KR20CR2012-0805Res21KR21CR2012-0805Res2510R22AXIAL-0.4Res2200R23AXIAL-0.4Res2200R24AXIAL-0.4Res2200RP1VR5RPot20KRP2VR5RPot20KS1AJSW-PB輕

8、觸按鍵小S2AJSW-PB輕觸按鍵小S3AJSW-PB輕觸按鍵小S4AJSW-PB輕觸按鍵小S5AJSW-PB輕觸按鍵小TcsbCSB超聲波發(fā)送U1PDIP8NE555NU2DIP14TL084CNU3N08ELM567CNU4PDIP202051U5N014SN74LS164NU6N014SN74LS164NU7N014SN74LS164NU8T03BLM7805CTU9T03BLM7905CTV1BCY-W3/E42N3906二極管2n3906V2BCY-W3/E42N3906二極管2n3907V3BCY-W3/E42N3906二極管2n3908Y1RAD-0.2XTAL12M五、參賽人員須完成的任務(wù)1.元器件檢測(cè)：（1）所提供的元件中型號(hào)為97A6的器件為單向可控硅，請(qǐng)判斷其三個(gè)管腳的名稱(chēng)。 1： 2： 3： 說(shuō)明：用何種萬(wàn)用表與萬(wàn)用表的擋位。（2）找出阻值為3K的電阻，其精度為多少？ 你用萬(wàn)用表實(shí)際測(cè)量的阻值為多少？該電阻的質(zhì)量合格嗎？2.完成本電路的安裝與調(diào)試測(cè)試產(chǎn)生波發(fā)生器兩端的波形并將波形畫(huà)到下圖中。 頻率： 幅值：3.根據(jù)下列原理圖，用PROTEL-DXP軟件繪制PCB板。附：元器件封裝對(duì)照表 元器件封裝外形圖、管腳電阻CR2012-08051N40