8051 마이크로컨트롤러 기반 초음파 물체 감지 회로

초음파 센서는 물체를 감지하고 물체의 거리를 측정하는 데 사용되며 많은 응용 분야가 있습니다. 이 기사에서는 8051 마이크로컨트롤러를 사용하는 초음파 물체 감지 센서의 회로에 대해 설명합니다. 초음파 센서는 물체 감지의 가장 쉬운 방법을 제공하고 정지 또는 움직이는 물체 사이의 완벽한 측정을 제공합니다. 센서는 사운드 에코가 반환되는 데 필요한 시간을 측정하고 이를 가변 폭 펄스로 마이크로컨트롤러에 전송합니다.

초음파 물체 감지 회로

이 회로는 초음파 변환기 앞에 있는 물체의 감지를 보여주기 위해 설계되었습니다. 초음파 변환기는 송신기와 수신기로 구성됩니다. 송신기는 40KHz 음파를 생성하는 반면 수신기는 40KHz 음파를 감지하고 이를 전기 신호로 변환하여 마이크로컨트롤러에 공급합니다.

객체 감지 회로의 블록 다이어그램

하드웨어 요구 사항

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초음파 센서 모듈

8051 마이크로컨트롤러

LCD

LED

크리스탈

트랜지스터, 다이오드, 커패시터 및 저항기

변압기

전압 조정기

마그네틱 건

소프트웨어 요구 사항

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Keil IDE 소프트웨어

임베디드 C

초음파 물체 감지용 회로

작업 절차

이 회로는 8051 마이크로 컨트롤러와 초음파 센서로 설계되었습니다. 센서는 kHz의 초음파 음파를 전송합니다. 센서 앞에 물체나 장애물이 있으면 음파가 반사됩니다. 그러면 수신기가 kHz 음파를 감지합니다.

회로는 사운드 신호를 인터페이스된 마이크로컨트롤러에 공급되는 전기 신호로 변환합니다. 마이크로컨트롤러는 신호를 수신하고 적절한 조치를 취하도록 출력을 작동시킵니다. 마이크로컨트롤러에 연결된 LCD는 모듈의 상태를 표시하는 데 사용됩니다.

이 프로젝트는 물체의 거리를 계산하고 물체의 위치를 ​​찾도록 향상될 수 있습니다.

초음파 센서

초음파 센서는 고주파수 음파를 전송하고 소리의 반향이 다시 되돌아오는 데 걸리는 시간을 계산합니다.

음속은 공기 중에서 초당 약 341미터입니다. 센서는 공기 중 음속과 센서가 소리를 송수신하는 데 걸리는 시간을 사용하여 거리를 계산합니다. 따라서 물체를 감지하고 물체의 위치를 ​​찾습니다.

거리 =시간 X(음속)/2

소리는 센서에서 물체로 이동하고 다시 되돌려야 하므로 속도를 2로 나눕니다.

연결

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Vcc:입력 전압 +5V

GND:외부 접지

트리거:디지털 핀 2

에코:디지털 핀 2

Trig 핀은 신호를 보내는 데 사용되며 Echo 핀은 반환되는 신호를 수신하는 데 사용됩니다.

참고:설치 시 GND 단자를 먼저 연결하십시오. 그렇지 않으면 모듈이 손상될 수 있습니다.

사양

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입력 전압:5V DC

정전류:<2mA

출력 전압:5V 높음 및 0V 낮음

탐지 범위:2cm ~ 500cm

크기:3.4 x 2 x 1.5cm

입력 트리거 신호:10us TTL 임펄스

에코 신호:출력 TTL PWM 신호

장점

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2cm ~ 3m 범위 내에서 정확한 비접촉 거리 측정을 제공합니다.

초음파 측정은 모든 조명 조건에서 작동하므로 적외선 물체 감지기를 보완합니다.

버스트 표시기 LED는 진행 중인 측정을 보여줍니다.

3핀 헤더를 사용하여 납땜 없이 개발 기판에 직접 또는 연장 케이블로 쉽게 연결할 수 있습니다.

초음파 센서의 응용

보안 시스템, 양방향 애니메이션 전시, 주차 지원 시스템 및 로봇 탐색을 개발하는 데 사용됩니다.

8051 마이크로컨트롤러

마이크로컨트롤러는 RAM, ROM, I/O 포트, 타이머 ADC 등과 같은 모든 주변 장치를 단일 칩에 포함하는 고집적 칩 또는 마이크로프로세서입니다. 싱글칩 컴퓨터라는 전용칩입니다.

8051 마이크로컨트롤러는 널리 사용되는 8비트 마이크로컨트롤러입니다. Harvard 아키텍처의 8비트 CISC 코어를 기반으로 합니다. 40핀 DIP 핀 칩으로 제공되며 5볼트 DC 입력에서 작동합니다.

8051 마이크로컨트롤러의 블록 다이어그램

8051 마이크로컨트롤러의 주요 기능

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4KB 온칩 프로그램 메모리(ROM 및 EPROM)

128바이트 온칩 데이터 메모리(RAM)

8비트 데이터 버스, 16비트 주소 비트 및 2개의 16비트 타이머 T0 및 T1

각 8비트 및 5개의 인터럽트에 대해 32개의 범용 레지스터

총 32개의 I/O 라인이 있는 8비트 각각의 병렬 포트 4개

16비트 프로그램 카운터 1개, 스택 포인터 1개, 16비트 데이터 포인터 1개

12MHz 수정을 사용한 1마이크로초 명령 주기

단순한 이중 직렬 통신 포트 1개

핀 설명

8051 마이크로컨트롤러는 40핀 DIP 구성으로 제공됩니다. 40개의 핀 중 32개의 핀이 4개의 병렬 포트 P0, P1, P2, P3에 할당되며 각 포트는 8개의 핀을 차지합니다. 나머지 핀은 VCC, GND, XTAL1, XTAL2, RST, EA 및 PSEN입니다.

수정 발진기는 커패시터 값이 30pF인 XTAL1 및 XTAL2 핀에 걸쳐 연결됩니다. 수정 발진기 이외의 소스가 사용되는 경우 핀 XTAL1 및 XTAL2는 열린 상태로 유지됩니다.

8051 마이크로컨트롤러의 직렬 통신

8051 마이크로컨트롤러에는 직렬 통신을 통해 데이터를 전송 및 수신하기 위한 2개의 핀이 있습니다. 이 두 핀은 포트 P3(P3.0 및 P3.1)의 일부입니다.

이 핀은 TTL과 호환되므로 RS232와 호환되도록 하려면 라인 드라이버가 필요합니다. MAX232는 라인 드라이버로 사용됩니다. 직렬 통신은 SCON 레지스터라는 8비트 레지스터에 의해 제어됩니다.

초음파 물체 감지 회로의 응용

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이 프로젝트는 야생 동물 사진(모션 감지 카메라 트리거), 보안 구역 모니터링 등과 같은 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.

초음파 물체 감지 회로로 거리를 정확하게 측정할 수 있습니다.

이 회로는 도난 경보기로 사용할 수 있습니다.

보안 시스템, 양방향 애니메이션 전시, 주차 지원 시스템 및 로봇 탐색을 개발하는 데 사용됩니다.

따라서 이것은 8051 마이크로 컨트롤러를 사용하여 초음파 물체 감지 회로를 만드는 것입니다. 이 개념을 더 잘 이해하셨기를 바랍니다. 또한, 이 주제 또는 무선 기술 기반 프로젝트에 대한 질문이 있는 경우 아래 의견란에 의견을 남겨 소중한 제안을 해주십시오.