本发明专利技术公开了一种超声波智能测距仪，基于单片机技术，采用超声波实现对前方物体距离的测量。利用了超声波传感器对前方物体进行感应，通过单片机中的程序对超声波发射和接收的超声波信号进行逻辑分析和计算处理，最后将处理后的数据显示在LED数码管上。本发明专利技术基于AT89C51单片机的超声波测距系统，系统根据超声波在空气中传播的反射原理，通过以超声波传感器为接口部件，应用单片机技术，利用超声波在空气中传播的时间差来测量距离，从而设计的一套超声波检测系统。本发明专利技术的优点是：通过超声波抗干扰能力强，集成电路CX20106A和AT89C51芯片处理模式优越，能够净月的测定与障碍物的距离。同时可以自行设定测定范围，增加了测定的精度和结果的准确度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计一种智能测距仪，具体为一种超声波智能测距仪。
技术介绍
本专利技术作为一种测距仪，其主要通过控制电路控制超声波的发射和接收，经过单片机的处理显示测定的距离的智能测距仪。本专利技术的专利技术思想主要功能设置键设置测定的距离范围，通过开关控制超声波发射换能器发射超声波，超声波经障碍物反射后通过超声波接收换能器接收，接收的超声波信号通过集成电路CX20106A识别，使外部中断0产生中断信号；单片机采用AT89C51芯片，通过发射超声波时产生的定时器0中断中断信号和外部中断0中断信号的时间间隔，进过芯片处理计算出测距仪测定的距离；单片机输出距离的数字信号，经过驱动电路判断距离是否在初始设置的测定范围，如果不在设置范围内，驱动电路发送控制信号控制报警器发出报警信号，如果在范围内，驱动电路输出测定的距离数字信号，通过LED数码管显示。
技术实现思路
本专利技术的技术方案如下:一种超声波智能测距仪，包括单片机、超声波发射模块、超声波接收模块、LED数码管、电源接口、开关键、功能确定键和增大键以及减小键；增大键、减小键、功能确定键、开关键和电源接口连接单片机，超声波发射模块、超声波接收模块和LED数码管连接单片机；其特征在于:接入电源到电源接口，按第一下功能确定键设置最小距离，按第二下功能确定键设置最大距离，通过按增大键和减小键控制大小，按第三下功能确定键确定设置；按下开关键，超声波发射模块上的超声波发射换能器发射超声波，外部寄存器中断电路启动，超声波接收模块上的超声波接收换能器接收反射回来的超声波；夕卜部寄存器将超声波发射和接收的时间中断信号送回单片机，单片机经过处理将得到的信号通过LED数码管显示。进一步的，所述单片机使用的是AT89C51芯片；AT89C51芯片接入的寄存器送回的中断时间信号和初始设置的超声波速度，其利用公式S=T*V/2 (V为初始设置的超声波速度，本专利技术定值340m/s )。进一步的，所述单片机内的程序开了定时器0中断和外部中断0，使定时器工作在TH0=6DH, TL0=6DH,每过294US (超声波传播0.lm所需要的时间)中断一次，到对测量距离计数，外部中断0接收到超声回波时，外部中断0产生中断，使定时间0停止计时。进一步的，测距仪上的驱动电路控制报警器，驱动电路接收AT89C51芯片内的定时器输入的信号进过处理输出的数值信号；当芯片处理后的信号大于设置的上限距离或小于设置的下限距离，驱动电路发送控制信号到报警器，出发报警器发出报警信号。进一步的，所述超声波发射模块主要由反相器74LS04和超声波发射换能器TCT40-10F1构成，单片机P1.0端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。进一步的，所述超声波接收模块主要由集成电路CX20106A和超声波接收换能器TCT40-10S1构成，其中心频率为40kHz ;集成电路CX20106A识别超声波信号，控制超声波接收换能器接收反射的超声波信号，将信号送回单片机。进一步的，所述LED数码管使用的是七段数码管；其主要接收AT89C51芯片输出的数字信号并且显示出来；所述LED数码管的显示方式为静态显示，P0输出十位，P2输出个位，P1输出十分位。进一步的，所述电源接口接入的电源大小为5V直流电，其电源接入通过电源适配器输入。进一步的，所述开关键控制超声波发射换能器的启动；从靠近开关的按键开始，第一个为功能确定键，第二个为增大键，第三个为减小键；功能确定键设置测定的最大距离和最小距离，增大键和减小键控制设置的范围。—种超声波智能测距仪的方法，其特征在于步骤为:通过接入电源，用功能确定键和增大键以及减小键设置测定距离的上限和下限；打开开关，超声波发射换能器发射超声波，单片机内定时器0中断中断一次并开始计时，超声波经障碍物反射后通过超声波接收换能器接收，经过集成电路CX20106A识别，使得外部中断0产生中断，单片机内的定时器停止计时；单片机接收两个中断记录的时间间隔通过公式计算出测定距离，假设数值大于距离上限或小于距离下限，单片机输出信号到驱动电路，驱动电路发送控制信号控制报警器发出报警信号；假设数值在设置的距离限制中，单片机输出数字信号到LED数码管，LED数码管显示距离数值。本专利技术的工作原理为:接入电源到电源接口，按第一下功能确定键设置最小距离，按第二下功能确定键设置最大距离，通过按增大键和减小键控制大小，按第三下功能确定键确定设置；按下开关，超声波发射换能器发射超声波，单片机内部定时器0中断中断电路启动，超声波接收换能器接收反射回来的超声波，传输到集成电路CX20106A识别和处理；外部中断0产生中断，超声波发射和接收的时间中断信号送回单片机AT89C51芯片，单片机经过处理将得到的信号处理为测定的距离数字信号，经过驱动电路判断距离是否在初始设置的测定范围，如果不在设置范围内，驱动电路发送控制信号控制报警器发出报警信号，如果在范围内，驱动电路输出测定的距离数字信号，通过LED数码管显示。本专利技术设计主要工作模块为主控制模块的设计、超声波发射模块设计、超声波接收模块和显示模块等四个模块构成，运用超声波传感器测量设计的超声波传感器其主要特点由发射部分发射超声波，用接收部分接收超声波，本专利技术利用两个中断，在发射信号时，打开定时器中断0和外部中断0是定时器计时，当接收到发射超声波信号时，外部中断0关闭，此时定时器中断0记录的时间就为超声波传播经过测距仪到前方物体的返回时间。利用公式S=T*V/2 (V为超声波速度，本设计定值340m/s)，单片机把处理的距离值S通过LED显示出来。本专利技术的技术效果是:通过此智能测距仪，可以精确地测定与物体之间的距离；通过超声波抗干扰能力强，集成电路CX20106A和AT89C51芯片处理模式优越，能够净月的测定与障碍物的距离。同时可以自行设定测定范围，增加了测定的精度和结果的准确度。【附图说明】图1是本专利技术的实施例一种超声波智能测距仪设施的装置图。图2是本专利技术的实施例一种超声波智能测距仪方法的发射原理图。图3是本专利技术的实施例一种超声波智能测距仪方法的接收原理图。图4是本专利技术的实施例一种超声波智能测距仪方法的流程图。图5是本专利技术的实施例一种超声波智能测距仪方法的子流程图。图6是本专利技术的实施例一种超声波智能测距仪方法的原理框图。图1所示，1.减小键，2.增大键，3.功能确定键，4.开关键，5.电源接口，6.LED数码管，7.超声波接收换能器，8.超声波发射换能器，9.单片机，10.报警器。图2所示，11.反相器A，12.反相器C，13.反相器B，14.上拉电阻R (10)，15.发射换能器，16.上拉电阻R (11)，17.反相器D，18.反相器E。图3所示，19.集成电路CX20106A，20.滤波电容C (4)，21.接收换能器。图4所示，22.开始，23.系统初始化，24.发射超声波脉，25.等待反射超声，26.计算距离，27.判断是否在测量范围，28.显示程序，29.发报警信号，30.判断工作方式，31.结束。图5所示，32.寄存器R0加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超声波智能测距仪，包括单片机、超声波发射模块、超声波接收模块、LED数码管、电源接口、开关键、功能确定键和增大键以及减小键；增大键、减小键、功能确定键、开关键和电源接口连接单片机，超声波发射模块、超声波接收模块和LED数码管连接单片机；其特征在于：接入电源到电源接口，按第一下功能确定键设置最小距离，按第二下功能确定键设置最大距离，通过按增大键和减小键控制大小，按第三下功能确定键确定设置；按下开关键，超声波发射模块上的超声波发射换能器发射超声波，外部寄存器中断电路启动，超声波接收模块上的超声波接收换能器接收反射回来的超声波；外部寄存器将超声波发射和接收的时间中断信号送回单片机，单片机经过处理将得到的信号通过LED数码管显示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：严峰，史久林，杨俊杰，周锐，王泓鹏，钱佳成，武浩鹏，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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