arm單片機(jī)超聲波監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
超聲波監(jiān)測(cè)技術(shù)在近年來越來越被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。該技術(shù)不僅具有非接觸式測(cè)量、無線傳輸、高精度等優(yōu)點(diǎn)，而且可以處理復(fù)雜的環(huán)境背景噪聲，因此被認(rèn)為是一種非常有前途的監(jiān)測(cè)技術(shù)。
在本篇文章中，我們將介紹一種基于arm單片機(jī)的超聲波監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，旨在通過電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的距離和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，達(dá)到預(yù)警和安全保護(hù)的目的。
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述：
該系統(tǒng)主要由arm單片機(jī)、超聲波傳感器、lcd液晶屏幕、蜂鳴器等硬件組成。其中，arm單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心控制器，用于處理傳感器測(cè)得的超聲波數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和判斷，從而得出目標(biāo)物體的距離和速度等信息，并根據(jù)設(shè)定的閾值進(jìn)行警報(bào)或者報(bào)警處理。
超聲波傳感器是本系統(tǒng)的主要測(cè)量設(shè)備，用于測(cè)量目標(biāo)物體到傳感器的距離和相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。傳感器通過發(fā)射一定頻率下（一般為40khz以下）的超聲波，再接收由目標(biāo)物體反射回來的超聲波信號(hào)，根據(jù)時(shí)間差來計(jì)算目標(biāo)物體距離。
lcd液晶屏幕用于顯示監(jiān)測(cè)結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示目標(biāo)距離、速度信息等，便于用戶實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外，蜂鳴器等提示裝置可以在系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到異常情況的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警，提高系統(tǒng)安全性。
系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方案：
在本設(shè)計(jì)中，我們選用了stm32f103單片機(jī)，同時(shí)搭配了hc-sr04型超聲波傳感器、16x2字符型液晶屏幕以及一個(gè)無源蜂鳴器。系統(tǒng)電路如下：
其中，hc-sr04超聲波傳感器是一種常見的普通單片機(jī)用外設(shè)，具有測(cè)量遠(yuǎn)近的能力，最遠(yuǎn)可達(dá)4米以上。它采用了超聲波反射測(cè)距原理，同時(shí)具有發(fā)送（trigger）和回應(yīng)（echo）兩種工作模式。在超聲波傳感器收到trig信號(hào)之后，發(fā)出超聲波進(jìn)行發(fā)射，當(dāng)超聲波碰到物體后反射回來，被回應(yīng)引腳（echo）觸發(fā)。
在我們的設(shè)計(jì)中，trig引腳接在了單片機(jī)的pa0口上，而echo引腳接在了單片機(jī)的pa1口上。當(dāng)echo引腳發(fā)生跳變（高電平變低電平）的時(shí)候，將會(huì)通過計(jì)數(shù)器來測(cè)量回傳的脈沖時(shí)長(zhǎng)，從而計(jì)算出目標(biāo)的距離，進(jìn)而進(jìn)行速度計(jì)算。同時(shí)，系統(tǒng)還可以通過lcd屏幕顯示距離和速度信息，并在發(fā)生異常情況的時(shí)候通過蜂鳴器進(jìn)行提示。
在這里我們需要注意的是，在實(shí)際運(yùn)用過程中，由于超聲波傳感器的特性和環(huán)境的影響，也許會(huì)存在測(cè)量誤差等問題。因此在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，需要針對(duì)不同情況進(jìn)行一定的校準(zhǔn)和優(yōu)化，以保證系統(tǒng)的有效性和可靠性。
總結(jié)：
通過以上系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方案的介紹，我們可以看到這一基于arm單片機(jī)的超聲波監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的工作原理，同時(shí)也了解了傳感器、控制器等核心設(shè)備的工作原理和重要性。這一技術(shù)的延伸和發(fā)展，將帶來更多場(chǎng)景的應(yīng)用和更先進(jìn)的監(jiān)測(cè)預(yù)警手段。