实验三 超声测距实验.doc

实验三超声测距实验一实验名称超声测距实验二实验目的(1)了解超声测距的原理,学习小车超声测距的硬件、软件组成;(2)完成对硬件系统各模块的测试,对软件系统的调试及使用;(3)通过对上位机的操作,完成对小车的超声测距控制。:通过超声波发射装置发出超声波,根据超声接收器接收到超声波的时间差就可以知道距离了。超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。(超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2)。系统工作原理:当进行超声测距时,首先由主要控制芯片atmega128单片机控制超声测距模块工作,发出超声信号,若障碍物与超声传感器的距离在150cm内,则障碍物将超声信号反射回来,由超声传感器接受;然后SN74LVC4245将接收到的超声信号经过电平转换后送于主控芯片atmega128单片机,根据超声测距原理,得出前方障碍物距离,通过无线传输显示在操作界面上,同时通过语音模块发出如“前方有障碍物”的语音提示。:硬件主要由超声测距模块、无线模块、语音模块、电机驱动模块、控制电路和电源模块组成。(1)MCU模块:由一片atmega128主控制器和一片atmega8辅助控制器及其外围电路组成,是坦克驱动部分整个系统的控制核心。Atmega128单片机是一款高性能、低功耗的AVR8位微处理器,处理速度可达1MIPS/MHz,应用先进的RISC结构,特别是具有I2C、SPI、PWM、RS232串口、ADC、定时器等功能十分全面的外设。(2)超声测距模块(具体说明见附录):由HC-SR04超声波测距传感器组成,可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能,测量精度可达到3mm,模块包括超声波发射器、接收器。(3)无线模块:上位机无线部分由atmega8单片机、NRF24L01无线模块及PL2303组成,下位机采用NRF24L01配合atmega8构成。NRF24L01采用FSK调制,内部集成NORDIC公司自家的EnhancedShortBurst协议,可实现点对点或是1对6的无线通信,,并可以通过配置其寄存器实现调频传输。用于同PC以及其他车辆进行无线通讯和数据传输。(4)语音系统:WT588DT语音芯片配合与扬声器接受主控制器控制,在特定的时刻,播报特定的语音信息。(5)电机驱动系统:单路电极驱动模块由一片L9110及其外围电路组成,用于驱动直流电机。L298P是SGS公司的产品,为20管脚的专用电机驱动芯片,内含二个H-Bridge的高电压、大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑准位信号,可驱动46V、2A以下的步进电机和直流电机,具有高电压、高电流的特点。整个战车的电极驱动系统由三路单路电极驱动模块组成。(6)供电系统:主板电源模块采用两片REG1117--,其中REG1117-,供MCU及其他额定电压为5V的芯片使用,REG1117-,供下位机无线模块及语音模块使用。上位机无线模块电源采用REG1117-