C8051F020控制器超声波测距小车设计

"该文是关于自动寻迹小车的设计，使用80C51单片机作为控制中心，结合直流电机、光电传感器和电源电路等元件实现。论文重点介绍了超声波测距器的原理和应用，以及相关硬件电路的设计，包括发射、接收电路和显示电路。此外，还提到了超声波测距的算法计算，并预告了后续将涉及UCOS_II实时操作系统的移植。" 在自动寻迹小车的设计中，80C51单片机扮演了核心角色，负责处理各种控制指令和数据处理。这里选用的是新型的C8051F020控制器，它具有22.1184MHz的高精度晶振，以确保测量的精确性。超声波测距是小车的重要功能之一，其工作原理基于声波的反射。超声波测距器的测量范围在0.10到4.0米之间，精度可达1厘米。 发射电路设计中，40kHz的方波信号通过反向器74HC04增强，然后送至超声波换能器产生超声波。接收电路则采用了CX20106A红外接收芯片，虽然它通常用于电视遥控器，但经过调整，也可适应40kHz的超声波信号。接收电路的灵敏度和抗干扰能力可通过调整电容C3来优化。 显示部分采用了SPI接口扩展的LCD1602液晶显示屏，通过C8051F020的SPI接口与595移位寄存器配合，实现了数据显示。其中，LCD的片选信号定义为P3.1。 在超声波测距算法上，根据声波的传播速度和时间，可以计算出物体与测距器之间的距离D。公式D = S/2 * (v + t)/2，其中S为声波往返的距离，V为声速（在空气中约为343米/秒），T为接收到回波信号所需的时间。 文章提及，尽管设计中仅使用了C8051F020的部分外设，但为了提高系统的实时性，后续将探讨如何在该平台上移植UCOS_II实时操作系统，以实现更复杂的任务调度和管理。 整个设计充分展示了80C51单片机在控制领域的灵活性和实用性，结合超声波技术，实现了精确的环境感知和距离测量。此外，通过优化电路设计和引入实时操作系统，进一步提升了小车的性能和智能化程度。