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超声波nba竞猜计项目使用七个段显示器和一个 PIC micro.

pic超声波nba竞猜计通过传输短脉冲工作 声音在耳朵上的频率（超声声或超声）。 之后微控制器借助少数帮助侦听回声 晶体管和比较器。

从传输到回声接收的时间让您计算 nba竞猜物体的nba竞猜。

pic超声波nba竞猜计规格

范围	〜5cm - 300cm（约。）
准确性	+/-3cm
换能器频率	40kHz
内部振荡器频率	4MHz

晶体管设计

该项目使用5个标准NPN晶体管。三个被用作 自偏置模式中的放大器以放大来自传感器的接收信号， 两者用作达灵顿对，以通过更高电流输出传输到 the transmitter.

比较器用于检测阈值回声检测 水平 - 所以没有微控制器以外的特殊组件 超声波TX / RX模块，其标准为40kHz类型。

设计

这种超声波nba竞猜计电路是实验性的 教育以来，您可以购买准备好的模块，例如HC-SR04 无疑方便 - 您提供脉冲触发器，它们提供nba竞猜 （脉冲宽度编码）。这些快速而且非常易于使用，但没有 展示正在发生的事情。 

该设计使用外部组件，比较器和 晶体管实现相同的结果。

16F88还具有内置的比较器和参考水平 生成器可以节省组件，但这种设计可以与任何一起使用 具有捕获模块的微控制器。可能会使用它 使用16F84使用一些仔细编码进行时间测量。

规格

注意，使用PIC MICRO的内部振荡器 这节省了两个引脚 - 可以用作正常的I / O引脚。

编译器	mikroelectronika. MikroC compiler 自由！
目标	16F88（重新标准到具有CCP模块的其他照片）。
软件级别	中等的。
软件说明	驱动器多路复用显示，控制CCP，中断使用。
硬件级别	中等的。
硬件笔记	高增益晶体管AMP。
项目版本	1.03
项目文件	输入您的详细信息以获得 向下load Link 并获得微控制器通讯： （您的电子邮件是安全的，永远不会 be sold or rented). You will get 所有C源代码和 hex file. 注意：检查您的电子邮件是否有关项目代码下载链接。

如果需要，您可以重新编译项目文件 检查代码操作（使用内置模拟器）或更改源 代码。注意“十六进制文件”包含在下载中，以便您没有 重新编译源代码。

pic超声波距电表如何工作

从脉冲传输到接收的时间 回声是通过空气传播的声能量所花费的时间 对象再次回来。

由于声速通过空气测量速度是恒定的 回声反射时间允许您使用该nba竞猜对象的nba竞猜 DST equation :

nba竞猜=（s * t）/ 2（以米为单位）

随着nba竞猜的往返，您需要将2除以2 nba竞猜I.E.从发射机到对象再次回来。

在哪里：

短信]	空气中的声速
T [S]	一轮 trip echo time.

一些延迟时间：

往返回声时间	nba竞猜
t = 588us	10cm
t = 5.8ms.	1m

注意：空气中的声速或多或少常量 330m / s（@0ºC） - 它主要变化，温度（〜340m / s @20ºC）。在这方面 项目我使用的是340m / s的值。假设项目是 在室内使用。通过修改它，您可以将其更改为您喜欢的任何内容 code.

您可以获得超声波传感器优化25kHz，32kHz， 40khz或宽带换能器。该项目使用40khz换能器但是 如果您对软件进行简单更改，它仍将与其他人合作。 接收器和发电机电路将正如它们一样工作。

注意：如果您使用不同的换能器，则必须更改 软件为换能器产生正确的频率，因为它们仅适用 在他们的特定工作频率。

40kz信号由微控制器容易生成，但是 检测需要敏感放大器。我使用了三个晶体管 接收器的放大器。

其次是峰值检测器和比较器 灵敏度阈值，使错误反射（较弱的信号）是 ignored.

CCP - 捕获模式

该项目使用CCP模块（其捕获模式） 在CCP端口引脚处精确测量信号接收时间。当一个 信号触发CCP模块计时器1的值存储在CCP寄存器中 (or captured).

如果您存储计时器1的值，然后启用CCP 传输超声脉冲CCP将在比较器时触发 激活I.E.一旦收到超声波回波就会。

从CCP寄存器值中减去存储的值给出 机器周期的时间延迟。由于该项目使用4MHz主时钟 时间延迟将在微秒内测量。

pic超声波nba竞猜计实用 limits

该方案的最小nba竞猜约为5cm。看着 第一接收器放大器的输出显示它应该更多 准确在较低nba竞猜 - 它仍然是约2厘米的准确 相当不错。可能为更长的范围停止添加放大器 准确的短nba竞猜操作。

最大nba竞猜受灵敏度，增益和的限制 接收放大器的噪声性能以及发射功率和发射功率 传输持续时间。

对于该电路，最大nba竞猜约为3M。

pic超声波nba竞猜计电路图。
（单击图表以打开PDF）。

以前的设计不正确地使用RA5作为输出，它是MCLRN引脚 只能用作输入。所以ra 5驱动到七个段被删除和 DP引脚（小数点）保持未连接。 RA6和RA7被搬走了一个7 段驱动位置。

点击 查看材料清单（零件清单）。

pic超声波nba竞猜电表硬件

您可以使用具有内部CCP的任何PIC微控制器 模块和足够的内存以保持程序并在电路中编程图片 through the ICSP.连接器。

该电路使用三个晶体管放大器和两个 晶体管输出驱动器和它可以由标准组件构成）。 比较器是众所周知的M311类型（你甚至可以使用Opamp作为一个 比较器，具有适当的电路变化，因为该系统不是特别的 high speed).

pic超声波nba竞猜计硬件块图

晶体管放大器

首先为什么要用它们？

我想看看你只能用晶体管做些什么，似乎 你可以做得很好，即，系统与其他nba竞猜相同 使用OP-AMPS设计。

当然，在使用OP-AMPS时，您可以实现较低的电源操作和使用 less components.

晶体管放大器设计

前两个晶体管放大器使用标准偏置来设置输出 在供应中间的收藏家。如果您查看DC条件 两（100k）输入偏置电阻超过5V到0V设置输入偏置点 2.5V。当VBE电压丢弃晶体管时's emitter junction 发射器处的电压为VBIAS - 0.6（约2V）。所以发射极限 = 2 / 2k2〜1ma。 IC = IE。因此，直流偏置点为5V-ICRC 2.7K * 1MA〜2.5V。

这些晶体管的AC增益是RC上的RC（但在AC的情况下 电容器在40kHz处具有40欧姆的阻抗）因此有效的RE是 固有晶体管发射极电阻（RE〜25Ohms）加上阻抗 电容器（RE为温度依赖）。所以增益是2k7 / 65〜40.如果用过 不同的温度，您将获得一些增益变化。

最后一个晶体管使用固定偏置来设置偏置点。 对于更稳定的放大器（受β变化的影响较小）使用相同的放大器 放大器作为另外两个。我刚刚用它来看看它是如何工作的 经常在其他电路中看到，它似乎很好。它会 然而，依赖于所用的确切晶体管（其β值），它将 也依赖于温度 - 这两者都会影响其偏见点和 gain.

比较器被设置为标准电路将小 滞后量（如果输入略有变化，则停止振荡） - 1M欧姆送回以设置滞后水平。

设置PIC超声波nba竞猜计。

pic超声波nba竞猜计：示波器 setup

使用示波器监控信号RB3和RB0。使用RB3. 作为触发器，因为这是定期生成超声的信号。 RB0是检测到的回声。

通过转动预设设置比较器（RB0）低的输出 VR2完全在一个方向上。将换能器点指向约1米的物体 远离预设，直到出现信号（RB3之后的大约6ms）。

pic超声波nba竞猜计手动设置

通过转动预设设置比较器（RB0）低的输出 VR2完全在一个方向上。将换能器点指向约1米的物体 远离预设，直到显示器产生'100' (approx).

向后移动电路板并转发以检查它是否显示 更大，然后较小的数字。检查较长的nba竞猜例如。点在这一点 天花板，然后是一个更近的对象。墙壁20-50cm。调整预设为 necessary.

改善图片超声波nba竞猜 meter

您可以删除比较器并使用内部模拟 比较器，但这需要更多的软件来设置比较器级别。它 would require 'Up' and 'Down'按钮控制级别设置或 算法可以改变级别以找到最佳阈值。

使用温度传感器，您可以更改使用的值 声速（目前固定在340米/秒，即20ºC操作。 在室内！）。这将使PIC超声波nba竞猜计更准确 不同的环境。

当施加更高电压时，压电元件也会产生更多输出 使用电压倍增电路将增加本机的范围。还 使用负电压发生器和倍增器将增加整体 换能器输出的电压。

pic超声波nba竞猜计使用a 微控制器软件

pic超声波nba竞猜的项目文件 meter

编译器项目文件
16f88_ultrasonic_ranger.mcppi.

C源文件。
16f88_ultrasonic_ranger.c.

标题文件。
比特

输出文件
16f88_ultrasonic_ranger.hex.

用于编译这些的教程 项目 files click here.

pic超声波nba竞猜仪表说明

16f88_ultrasonic_ranger.c.

这包含除了位操作例程之外的所有代码 found in bit.h.

它进入一个连续的连续循环呼叫ulta_gen - 在40kHz处产生超声的常规。

使用模拟器设置Ultra_gen例程来设置 输出信号的定时为25us（40kHz）。然后重复这一点 每40毫秒。七个段显示器的所需刷新率为20ms 显示更新例程（SEG_DISPLAY_INT）在40ms上调用两次 时期。 （我真的应该说显示更新例程需要20ms和 调用这两次创造了总共40毫秒延迟）。

显示屏依赖于持久性以使其出现 显示器没有闪烁 - 刷新速度为50Hz或更高 工作（1/50Hz = 20ms）。

理论上你可以衡量的最大nba竞猜是 40ms * 340m =（13.6）6.8m（往返时间延迟的一半），但实际上 由信号调节电路限制。如果他们改变了你可以 get more range.

如果捕获发生在GCAPINT中指示，则DST 执行计算，更新变量val的值。 val是 七个段显示例程显示的值'seg_display_int' so val 连续刷新到七个段显示器。

pic超声波nba竞猜仪表中断

中断例程仅在需要时启用 发生捕获（如果它确实）只存储第一个捕获 - 所以 忽略后面的反射（通过重置GCAPON）。

第一个反射应该是最强的，因此是最强的 最近的物体。当捕获变量t_capl时，t_caph和t_capo设置为 捕获寄存器的值将是计时器1的值 捕获模块触发。

目前我没有使用t_capo（并且应该这样） 计时器1溢出时滚动帐户。一切都发生了 偶尔（当发生溢出时）将生成错误的值 - for 手持有使用它根本不明显。

关于代码操作的一些注释

1.产生超声波 40khz（一个方波的几个脉冲）到tx

2.打开接收器。

3.从结束时计数时间 40kHz脉冲开始接收反射超声

4.超声波需要一个设定的时间 通过空气（主要因温度而异）

5.应用d = sxt（nba竞猜， Speed, Time)

你知道所花费的时间 往返 - 捕获模块在TX脉冲结束时启动 - 这只是计数Timer1的脉冲，直到它收到输入 - 它 - 捕获中断使程序跳跃中断例程在其中 当前捕获的时间存储在：

t_capl = ccpr1l;

t_caph = ccpr1h;
t_capo = t1_o;

变量gcapint = 1; // 捕获发生的信号。

表示捕获回声的主程序

这是计算nba竞猜的位置

calc =（（S1）<<8)+s2;

更改为16位数

乘以340米/秒

厘米划分为100。
除以2来获得一半的完整往返延迟

所以calc *（340/100）/ 2

即Calc * 340/200

但我有4位数字，只想在右边显示3
所以用另一个划分10划分10以沿1转移到1
对。

最终计算是

Calc *（（（340/100）/ 2）/ 10） same as 340/2000

但是你不't want to do this 只有仅使用时一次计算

整数将溢出，所以它分成2件

Calc = Calc * 34;

calc = calc / 2000;

即它与Calc *一样 340/2000但没有
溢出计算整数商店。

可变val分配 the calculated value
然后自动在7次上显示。

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