利用超聲波和紅外線實現綜合測距定位

　　3　系統總體方案

　　本文研究目標是利用單片機應用技術及傳感器探測技術，開發一套傳感器定位測距系統。該系統將采用超聲波傳感器來測距，采用紅外線傳感器來定位，其組成框圖如圖3所示。

　　系統包括四部分：超聲波收發部分、紅外線收發部分、控制部分和顯示部分。控制部分是一個單片機系統，包括信號發射功能、信號判斷和分析功能以及控制顯示功能。

圖3　系統總體框圖

　　4　系統硬件設計

圖8　外部串行諧振振蕩電路

　　圖8所示為一種典型的外部串行諧振振蕩電路。該電路也是應用晶體的基頻來設計。其中，74AS04反相器用來提供振蕩器所需的180°相移，330Ω的電阻用來提供負反饋，同時偏置電壓。

　　4.1.3　RC振蕩

　　RC振蕩適合于對時間精度要求不高的低成本應用。RC振蕩頻率隨電源電壓VDD、RC值及工作環境溫度的變化而變化。

　　由于工藝參數的差異，對不同芯片而言其振蕩器頻率將有所不同。另外，當外接電容CEXT值較小時，對振蕩器頻率的影響更大。同時，電阻電容本身的容差對振蕩器頻率也有影響。圖9所示為RC振蕩電路，如果REXT低于212kΩ，振蕩器將處于不穩定工作狀態，甚至停振。而REXT大于1MΩ時，振蕩器又易受噪聲、濕度、漏電流的干擾。因此，電阻REXT取值最好在3～100kΩ范圍內。在不接外部電容時，振蕩器仍可工作，但為了抗干擾及保證穩定性，建議接一20pF以上的電容。

圖9　RC振蕩電路

　　本系統選取晶體振蕩器作為微控制器的時鐘輸入，并選取6MHz時鐘頻率作為系統時鐘周期，既可以滿足系統頻率的要求，又可以克服阻容振蕩器精度不足的缺點，是一種較為適宜的設計選擇。