一种基于超声波和红外的测距定位系统

通过输入引脚p110来控制超声波，并经超声波发射头Tx发射出去；图11所示为超声波接收放大电路。在该电路中，先通过接收头Rx接收超声波，然后经两级放大器把信号放大60dB,再输送给超声波检波电路。

图10　超声波发射电路

图11　超声波接收放大电路

　　图12所示为超声波检波电路。在该电路中，超声波脉冲信号被整流为正相信号（经测试，该正相信号近似于直流信号），此正相信号转入电路中的电压比较器，引起比较器输出脚（即单片机的INT0脚）电压跳变，由此即可判断是否有回波信号存在。

图12　超声波检波电路

　　4.2.2　红外线产生与接收电路

　　图13所示为红外线发射电路。在该电路中，红外线传感器通过IN引脚输入接收到的信号，当三极管的基极有电流时，三极管导通，从而有电流从位于发射极的红外二极管流过，激发出红外线。图14所示为红外线接收电路。在该电路中，当接收到反射红外线信号时，光敏二极管的电阻将被降低，输入到电压比较器负端的电压将被升高，从而使比较器的输出端输出低电平，并通过发光二极管的熄灭显示出来，由此可判断前方是否有障碍物。

图13　经外线发射电路

图14　红外线接收电路

　　4.2.3　显示电路

　　单片机接收到前面两部分电路反馈回来的信息并经过相应算法的处理后，得出前方物体的距离与方向等信息，一方面可以控制相应的被控对象进行相应的动作，另一方面可以通过LED显示相应的距离。本设计采用动态显示，以节省单片机的输出管脚，有利于简化系统，具体电路如图15所示。

图15　系统显示电路

　　5　系统软件设计

　　系统工作时首先启动红外线传感器进行探测，当检测到有障碍物存在时，再启动超声波传感器进行测距，然后通过LED进行显示。如果检测到的物体在超声波传感器的测量盲区内，则根据红外线传感器的响应情况对距离进行估计显示。对应上述功能的程序框图如图16所示。

图16　系统程序框图

　　6　结语

　　本文采用超声波传感器和红外线传感器组成综合测距定位系统，克服了由单一传感器所构成探测系统的不足，同时具备了超声波传感器和红外线传感器探测的优点，能够比较精确地测距和定向。同时，系统还采用了单片机控制技术，使系统具有良好的扩展性和实用性。