基于MSP430單片機(jī)控制的超聲波測(cè)距儀軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

虞新軍，鄧玉良

1.金山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江　212200 2.江蘇省金壇中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，江蘇金壇　212300

基于MSP430單片機(jī)控制的超聲波測(cè)距儀軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

虞新軍1，鄧玉良2

1.金山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212200 2.江蘇省金壇中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，江蘇金壇212300

摘要本設(shè)計(jì)是一種基MSP430單片機(jī)的超聲波測(cè)距器。該測(cè)距器采用MSP430F123電路，通過(guò)主程序設(shè)計(jì)、中斷程序設(shè)計(jì)、測(cè)溫程序和測(cè)距程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射電路的控制和接收數(shù)據(jù)的處理。利用超聲波檢測(cè)可以快速、簡(jiǎn)便、容易做到實(shí)時(shí)控制，具有很強(qiáng)的實(shí)用推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞超聲波傳感器；測(cè)距儀；MSP430F123

下圖1可以簡(jiǎn)單說(shuō)明超聲波測(cè)距的工作過(guò)程，即超聲波發(fā)生器(T)在某一時(shí)間發(fā)出超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)信號(hào)遇到被測(cè)物體后立刻反射回來(lái)，就被超聲波接收器（R）接收到。只要計(jì)算出從發(fā)射出超聲波信號(hào)到接收到返回超聲波信號(hào)所用的時(shí)間差，就可以算出超聲波發(fā)生器和被測(cè)物體之間的距離了。

該距離計(jì)算公式表示為：d=s/2=(vt)/2

其中：其中距離d就是被測(cè)物體到測(cè)距儀之間的距離，s就是超聲波往返經(jīng)過(guò)的距離，v就是超聲波在介質(zhì)當(dāng)中的傳播速度，t就是超聲波開(kāi)始發(fā)射到接收時(shí)所用時(shí)間。

1　主程序設(shè)計(jì)

主程序完成單片機(jī)初始化，經(jīng)過(guò)延時(shí)再判斷是否中斷，若是則進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的處理；若否則跳轉(zhuǎn)回延時(shí)再判斷是否中斷，重復(fù)判斷。數(shù)據(jù)處理后將處理過(guò)后的數(shù)據(jù)即測(cè)量的距離顯示在數(shù)碼顯示管上。其主程序流程圖如圖2。

2　中斷設(shè)計(jì)

上述主程序是利用外中斷0檢測(cè)到返回超聲波信號(hào)的，一旦接收成功返回超聲波信號(hào)，就立即進(jìn)入了中斷程序。進(jìn)入中斷程序后就會(huì)立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器T0，同時(shí)停止計(jì)時(shí)，并可以將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值為1。如果計(jì)時(shí)器溢出時(shí)候還沒(méi)有檢測(cè)到超聲波的返回信號(hào)，那么定時(shí)器T0的溢出中斷將會(huì)外中斷0立即關(guān)閉，同時(shí)將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值2，表示此次測(cè)距失敗。中斷設(shè)計(jì)流程圖如圖3。

3　測(cè)溫程序

每一個(gè)DS18B20在它的內(nèi)存ROM中都存在其唯一的48位序列號(hào)，出廠(chǎng)前都已寫(xiě)入內(nèi)存ROM中。操作主機(jī)前，進(jìn)入時(shí)必須用讀取ROM（33H）命令將該DS18B20的序列號(hào)一一讀出。

圖4所示為測(cè)溫程序流程圖。

4　測(cè)距程序

主程序首先應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行初始化，設(shè)置系統(tǒng)定時(shí)器T0的工作模式為16位定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總的中斷允許位為EA，并同時(shí)給顯示端口P0口和P2口清0。緊接著立即送出一個(gè)超聲波脈沖，為了避免超聲波產(chǎn)生的直接波觸發(fā)，則需要延遲0.1ms后，才可以打開(kāi)外部

中斷0接收到的返回超聲波信號(hào)。

其測(cè)距流程圖如圖5所示。

5　結(jié)論

本次設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距儀具有準(zhǔn)雙向測(cè)距的功能，穩(wěn)定性很高、較靈敏，盲區(qū)范圍很小，分辨率<0.2m，被測(cè)量的目標(biāo)不需要直接垂直于測(cè)距儀，測(cè)量的角度可以保持在正負(fù)30°，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是被測(cè)的目標(biāo)表面可以不平坦。但是缺點(diǎn)還是比較多的，比如測(cè)量的距離較小，大概在5米以?xún)?nèi)；測(cè)量時(shí)的可靠性還要加強(qiáng)，后續(xù)很多地方還要進(jìn)行改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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[3]樓然苗，李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)知道[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2007.

中圖分類(lèi)號(hào)TP39

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2015）139-0161-01