基于msp430f149的便攜式超聲波測距儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種距離測量裝置，尤其設(shè)及一種基于MSP430F149的便攜式超 聲波測距儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 測量距離的原理和方法有很多，根據(jù)信息載體的不同可分為光學方法，無線電方 法和超聲波方法。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，先后出現(xiàn)了激光、超聲波及紅外線等非接觸式測距 方法。激光測距雖然測距精度高，操作簡單，但是受環(huán)境的影響比較大，且系統(tǒng)檢測維護不 便，價格相對昂貴，一般多在軍事領(lǐng)域應(yīng)用。
[0003] 超聲波測距是一種傳統(tǒng)的非接觸測量方法，和激光、禍流和雷達測距方法相比，具 有不受外界光及電磁場等因素影響的優(yōu)點，對惡劣環(huán)境中也具有一定的適應(yīng)能力，且結(jié)構(gòu) 簡單，成本低，因而在探傷技術(shù)、清洗技術(shù)、測距技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。超聲波測 距，多應(yīng)用于汽車倒車雷達、機器人定位、建筑工地W及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控如液位、 井深的測量等場合。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的W上問題，提供一種基于MSP430F149 的便攜式超聲波測距儀，便于攜帶和使用，滿足現(xiàn)場高精度、低功耗的測量要求。
[0005] 為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本實用新型通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] 一種基于MSP430F149的便攜式超聲波測距儀，包括單片機，所述單片機連接有 串行通訊電路、液晶顯示電路、數(shù)據(jù)讀取電路、數(shù)據(jù)存儲電路和電源，所述單片機是型號為 MSP430F149的單片機，還連接有型號為TDC-GP21的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換巧片，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換 巧片連接有超聲波發(fā)射及接收電路和溫度補償電路。
[0007] 進一步的，所述數(shù)據(jù)讀取電路為便攜式數(shù)據(jù)讀取電路，具有=個獨立的電子密鑰。
[0008] 本實用新型的有益效果是：
[0009] 本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合了MSP430單片機的超低功耗和TDC-GP21時間數(shù) 字轉(zhuǎn)換巧片的高精度計時功能，功耗和體積都有所降低，便于攜帶和使用，滿足現(xiàn)場高精 度、低功耗的測量要求。
【附圖說明】
[0010] 此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分， 本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當 限定。在附圖中：
[0011] 圖1是本實用新型的一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012] 圖2是本實用新型的超聲波發(fā)射電路的電路示意圖；
[0013] 圖3是本實用新型的超聲波接收電路的電路示意圖；
[0014] 圖4是本實用新型的溫度補償電路的電路示意圖；
[0015] 圖中標號說明；1-單片機，2-串行通訊電路，3-液晶顯示電路，4-數(shù)據(jù)讀取電路， 5-數(shù)據(jù)存儲電路，6-電源，7-時間數(shù)字轉(zhuǎn)換巧片，8-超聲波發(fā)射及接收電路，9-溫度補償電 路。
【具體實施方式】
[0016] 下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本實用新型。
[0017] 如圖1所示，一種基于MSP430F149的便攜式超聲波測距儀，包括單片機1，所述單 片機1連接有串行通訊電路2、液晶顯示電路3、數(shù)據(jù)讀取電路4、數(shù)據(jù)存儲電路5和電源6， 所述單片機是1型號為MSP430F149的單片機，還連接有型號為TDC-GP21的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換 巧片7,所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換巧片7連接有超聲波發(fā)射及接收電路8和溫度補償電路9。
[0018] 進一步的，上述數(shù)據(jù)讀取電路5為便攜式數(shù)據(jù)讀取電路，具有=個獨立的電子密 鑰，每個密鑰分區(qū)包括384位，具有獨立的64位密碼和公共識別區(qū)；密碼區(qū)必須匹配才能訪 問安全儲存器。
[0019] 本實施例的工作原理如下：
[0020] 為滿足系統(tǒng)控制功能和降低系統(tǒng)總體功耗，采用16位單片機MSP430F149為核屯、 控制器件，控制對流速測量的采樣、數(shù)據(jù)處理、存儲、顯示及通信。單片機MSP430F149有豐 富的I/O接口，具有速度快、功率低的優(yōu)點。TDC-GP21是一種高精度時間數(shù)字轉(zhuǎn)換巧片，是 精密計時系統(tǒng)的核屯、器件，其內(nèi)部主要由脈沖發(fā)生器、數(shù)據(jù)處理單元ALU、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器 單元TDC、溫度測量單元、時鐘控制單元、配置寄存器W及與單片機想接的SPI接口組成。
[0021] 單片機MSP430F149在對TDC-GP21進行配置后，TDC-GP21能產(chǎn)生一組頻率為IMHz 超聲波。產(chǎn)生的IMHz超聲波送到超聲波換能器上驅(qū)動探頭，接收探頭收到的回波經(jīng)過開 關(guān)電路，進入超聲波調(diào)理電路進行信號的處理。在對回波進行處理后返回到TDC-GP21， TDC-GP21判斷接收到回波后結(jié)束測量，返回給單片機一個中斷，通知單片機讀取測量時間。 單片機讀取TDC-GP21內(nèi)的測量數(shù)據(jù)，并通過液晶測量數(shù)據(jù)，選擇液晶顯示電路來進行選擇 數(shù)據(jù)存儲的介質(zhì)和顯示的內(nèi)容。
[002引超聲波發(fā)射及接收電路中，發(fā)射電路如圖2所示，單片機MSP430F149的I/O口P1. 6發(fā)出信號使555定時器置位，同時開啟定時器A開始計時，此時555定時器產(chǎn)生40曲Z 的振蕩信號，由超聲波傳感器探頭將電信號轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)為10的脈沖串發(fā)射出去，其中， 555定時器頻率振蕩周期1 =慶2競為得到40曲Z的振蕩信號，本實用新型中設(shè) 置馬=lkQ，lj=lkQ，爲=330OpF。
[0023] 超聲波發(fā)射及接收電路中，接收電路如圖3所示，當超聲波遇到障礙物反射回來， 由超聲波傳感器接收探頭接收信號，接收到信號后產(chǎn)生mV級的微弱電壓信號，該電壓信號 經(jīng)過紅外遙控接收器CX20106A濾波、放大和整形后傳給單片機MSP430F149的管腳P1. 1，管 腳P1. 1產(chǎn)生中斷信號，此時定時器停止計時。
[0024] 超聲波在空氣中的傳播速度受溫度影響很大，為了得到精確測量結(jié)果，本實用新 型測距儀設(shè)有溫度補償電路，如圖4所示，根據(jù)超聲波在空氣中的傳播速度與溫度的關(guān)系 為G=扣^1|〇_銷71'，通過實時檢測環(huán)境溫度，得到實際的超聲波傳播速度。溫度補償電路 采用抗干擾性強、外部電路簡單、精確度高的DS18B20溫度傳感器實時測量溫度。
【主權(quán)項】
1. 一種基于MSP430F149的便攜式超聲波測距儀，包括單片機（I )，所述單片機（I)連接 有串行通訊電路（2)、液晶顯示電路（3)、數(shù)據(jù)讀取電路（4)、數(shù)據(jù)存儲電路（5)和電源（6)， 其特征在于：所述單片機（1)是型號為MSP430F149的單片機，還連接有型號為TDC-GP21的 時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片（7)，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片（7)連接有超聲波發(fā)射及接收電路（8)和溫 度補償電路（9)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MSP430F149的便攜式超聲波測距儀，其特征在于：所述 數(shù)據(jù)讀取電路（5 )為便攜式數(shù)據(jù)讀取電路，具有三個獨立的電子密鑰。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于MSP430F149的便攜式超聲波測距儀，包括單片機，所述單片機連接有串行通訊電路、液晶顯示電路、數(shù)據(jù)讀取電路、數(shù)據(jù)存儲電路和電源，所述單片機是型號為MSP430F149的單片機，還連接有型號為TDC-GP21的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片連接有超聲波發(fā)射及接收電路和溫度補償電路。本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合了MSP430單片機的超低功耗和TDC-GP21時間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的高精度計時功能，功耗和體積都有所降低，便于攜帶和使用，滿足現(xiàn)場高精度、低功耗的測量要求。
【IPC分類】G01S15/08
【公開號】CN204694841
【申請?zhí)枴緾N201520209810
【發(fā)明人】余進
【申請人】安慶市紫韻電子商務(wù)有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月9日