8051 基于微控制器的超声波物体检测电路
The超声波传感器用于检测物体，测量物体的距离，有很多应用。本文讨论了使用 8051 微控制器的超声波物体检测传感器的电路。超声波传感器提供了最简单的物体检测方法，并在静止或移动物体之间提供完美的测量。传感器测量回声返回所需的时间，并将其作为可变宽度脉冲发送到微控制器。
超声波物体检测电路
该电路旨在演示超声波换能器前方物体的检测。超声波换能器由发射器和接收器组成。发射器产生一个 40KHz 的声波，而接收器检测到 40KHz 的声波并将其转换成电信号馈送到微控制器。
物体检测电路框图
硬件要求
- 超声波传感器模块
- 8051 微控制器
- LCD
- LED
- 水晶
- 晶体管、二极管、电容器和电阻器
- 变压器
- 电压调节器
- 磁力枪
软件要求
- Keil IDE 软件
- 嵌入式C
超声波物体检测电路
工作流程
该电路采用8051微控制器和超声波传感器设计。传感器发射 kHz 的超声波。当物体或障碍物位于传感器前方时，声波会被反射。然后接收器检测到kHz声波。
该电路将声音信号转换为电信号，然后馈送到微控制器接口。微控制器接收信号并驱动输出以采取适当的行动。与微控制器接口的LCD用于显示模块的状态。
这个项目可以增强计算物体的距离，找到物体的位置。
超声波传感器
超声波传感器发出高频声波脉冲，计算声波回波需要多长时间才能恢复。
声速在空气中大约为每秒 341 米。传感器利用空气中的声速和传感器传输和接收声音所花费的时间来计算距离。从而检测物体并找到物体的位置。
距离=时间X（音速）/2
声音必须从传感器传播到物体并返回，因此，将速度除以 2。
连接
- Vcc：输入电压 +5 V
- GND：外部接地
- 触发：数字引脚 2
- 回声：数字引脚 2
Trig 引脚用于发送信号，Echo 引脚用于监听返回信号。
注意：安装时请先连接GND端，否则可能会损坏模块。
规范
- 输入电压：5 V DC
- 静态电流：<2 mA
- 输出电压：5 V 高和 0 V 低
- 检测范围：2 cm 到 500 cm
- 尺寸：3.4 x 2 x 1.5 厘米
- 输入触发信号：10 us TTL脉冲
- 回声信号：输出TTL PWM信号
优点
- 在 2cm 到 3m 范围内提供精确的非接触式距离测量。
- 超声波测量适用于任何光照条件，因此是红外物体探测器的补充。
- 突发指示灯 LED 显示正在进行的测量。
- 3 排针可以轻松直接连接到开发板或使用延长线连接，无需任何焊接。
超声波传感器的应用
用于开发安全系统、交互式动画展览、停车辅助系统和机器人导航。
8051 微控制器
微控制器是高度集成的芯片或微处理器，在单个芯片上具有所有外围设备，如 RAM、ROM、I/O 端口、定时器 ADC 等。它是一种称为单片机的专用芯片。
8051 微控制器是一种流行的 8 位微控制器。它基于哈佛架构的8位CISC内核。提供40pin DIP pin芯片，工作电压为5V DC。
8051 微控制器框图
8051 微控制器的显着特点
- 4KB 片上程序存储器（ROM 和 EPROM）。
- 128 字节片上数据存储器 (RAM)。
- 8 位数据总线、16 位地址位和两个 16 位定时器 T0 和 T1
- 32 个通用寄存器，每个寄存器 8 位和 5 个中断。
- 4 个并行端口，每个 8 位，共 32 条 I/O 线。
- 1 个 16 位程序计数器、1 个堆栈指针和 1 个 16 位数据指针。
- 1 微秒指令周期，12 MHz 晶振。
- 一个单调的双工串行通信端口。
引脚说明
8051 微控制器可用于 40 针 DIP 配置。在40个引脚中，32个引脚分配给四个并行端口P0、P1、P2和P3，每个端口占用8个引脚。其余引脚为 VCC、GND、XTAL1、XTAL2、RST、EA 和 PSEN。
石英晶体振荡器连接在引脚 XTAL1 和 XTAL2 之间，电容值为 30pF。如果使用晶体振荡器以外的源，则引脚 XTAL1 和 XTAL2 保持开路。
8051 微控制器中的串行通信
8051 微控制器有两个引脚，用于通过串行通信传输和接收数据。这两个引脚是端口 P3（P3.0 和 P3.1）的一部分。
这些引脚是 TTL 兼容的，因此它们需要一个线路驱动器来使它们兼容 RS232。 MAX232 用作线路驱动器。串行通信由称为 SCON 寄存器的 8 位寄存器控制。
超声波物体检测电路的应用
- 该项目可用于野生动物摄影（Motion Sensing Camera Trigger）、安全区域监控等应用。
- 我们可以通过超声波物体检测电路精确测量距离。
- 此电路可用作防盗报警器。
- 用于开发安全系统、交互式动画展览、停车辅助系统和机器人导航。
因此，这就是使用 8051 微控制器制作超声波物体检测电路的全部内容。我们希望您对这个概念有了更好的理解。此外，如果您对本主题或基于无线技术的项目有任何疑问，请在下方评论区提出您宝贵的建议。
传感器