基于C8051 F300的超声测距仪设计

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摘要：介绍一种基于C8051F300单片机的便携式超声测距仪。系统充分利用单片机各集成功能模块和片内资
源,采用包络相关估计法估计射程时间,可在利用VB编制的界面平台上实时显示数据处理结果。该方
法在应用于大量程测距时,能有效去除噪声干扰,提高系统整体性能。
  H4 o/ k; D- w3 u关键词：超声波C8051F300 单片机测 距仪
引言
. k" N1 r9 w+ w/ _7 P8 t, ^超声波受环境影响小.指向性好,能广泛应用于物位
5 `& r* z5 {, w; q测量和倒车雷达等场合”。近年来,超声测距克服了测量
+ `1 C+ z' u0 t' L9 l- @距离短、精度有限等约束,通过算法改进和抗干扰措施的
采用,逐步向大量程、高精度方向发展。这就要求控制器
6 }! A( T2 [+ p6 H4 C7 E$ q具有高运算速度低响应时间和较高的集成度。.
8 o, K% L1 N! p- m8 ?C8051F300(简称“F300")在这些方面具有杰出的性
能。它具备高速8051微控制器内核(最高可达25
MIPS).8位ADC.温度传感器和UART,在很少外围电路
的情况下即可构成超声测距系统,成为优选控制器。
/ l8 m6 \/ H* \) y5 o+ K! o超声测距仪的实物示意图如图1所示。其中,探头部
3 R- P! {( J  @5 G2 c1 m. C$ e分采用本教研室自主研发的超声传感器,内嵌换能器和发
射接收电路,可及时传回回波数据。经调理滤波的回波信
号频率为24.4 kHz,幅值为士4 V,通过测距仪器执行算
法和上传数据。

+ ^4 _3 t+ d% V% ]5 Q+ K' d1
结构与接口
如上所述,回波信号幅值集中在土4 V之间,这个数
! H. @  U, \  X% |, ?" ^值大小适中,也便于观察,但却不符合F300的I/O口对工
作电压0~3.3 V的要求,所以在信号接人单片机前,必须
$ c# w* w+ o, C8 G2 q& u& W先进行预处理,调整幅值。本系统采取了取绝对值再作小
1 B3 d- g7 }" c幅衰减的方法来实现预处理。
' p# [8 Y, H! E) m& Q  m% p% O2 s预处理电路如图2所示。该电路由1个负电压截止
) @0 [  d+ N" U! k) v8 R正电压导通的滤波电路和1个基本加法电路组成。
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超声波受环境影响小.指向性好,能广泛应用于物位 测量和倒车雷达等场合”