利用超声波和红外线实现综合测距定位

　　3　系统总体方案

　　本文研究目标是利用单片机应用技术及传感器探测技术，开发一套传感器定位测距系统。该系统将采用超声波传感器来测距，采用红外线传感器来定位，其组成框图如图3所示。

　　系统包括四部分：超声波收发部分、红外线收发部分、控制部分和显示部分。控制部分是一个单片机系统，包括信号发射功能、信号判断和分析功能以及控制显示功能。

图3　系统总体框图

　　4　系统硬件设计

图8　外部串行谐振振荡电路

　　图8所示为一种典型的外部串行谐振振荡电路。该电路也是应用晶体的基频来设计。其中，74AS04反相器用来提供振荡器所需的180°相移，330Ω的电阻用来提供负反馈，同时偏置电压。

　　4.1.3　RC振荡

　　RC振荡适合于对时间精度要求不高的低成本应用。RC振荡频率随电源电压VDD、RC值及工作环境温度的变化而变化。

　　由于工艺参数的差异，对不同芯片而言其振荡器频率将有所不同。另外，当外接电容CEXT值较小时，对振荡器频率的影响更大。同时，电阻电容本身的容差对振荡器频率也有影响。图9所示为RC振荡电路，如果REXT低于212kΩ，振荡器将处于不稳定工作状态，甚至停振。而REXT大于1MΩ时，振荡器又易受噪声、湿度、漏电流的干扰。因此，电阻REXT取值最好在3～100kΩ范围内。在不接外部电容时，振荡器仍可工作，但为了抗干扰及保证稳定性，建议接一20pF以上的电容。

图9　RC振荡电路

　　本系统选取晶体振荡器作为微控制器的时钟输入，并选取6MHz时钟频率作为系统时钟周期，既可以满足系统频率的要求，又可以克服阻容振荡器精度不足的缺点，是一种较为适宜的设计选择。