基于msp430f149的便携式超声波测距仪的制作方法
基于msp430f149的便携式超声波测距仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种距离测量装置，尤其设及一种基于MSP430F149的便携式超 声波测距仪。
【背景技术】
[0002] 测量距离的原理和方法有很多，根据信息载体的不同可分为光学方法，无线电方 法和超声波方法。随着电子技术的发展，先后出现了激光、超声波及红外线等非接触式测距 方法。激光测距虽然测距精度高，操作简单，但是受环境的影响比较大，且系统检测维护不 便，价格相对昂贵，一般多在军事领域应用。
[0003] 超声波测距是一种传统的非接触测量方法，和激光、祸流和雷达测距方法相比，具 有不受外界光及电磁场等因素影响的优点，对恶劣环境中也具有一定的适应能力，且结构 简单，成本低，因而在探伤技术、清洗技术、测距技术等领域得到了广泛的应用。超声波测 距，多应用于汽车倒车雷达、机器人定位、建筑工地W及一些工业现场的位置监控如液位、 井深的测量等场合。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术存在的W上问题，提供一种基于MSP430F149 的便携式超声波测距仪，便于携带和使用，满足现场高精度、低功耗的测量要求。
[0005] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过W下技术方案实现：
[0006] 一种基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，包括单片机，所述单片机连接有 串行通讯电路、液晶显示电路、数据读取电路、数据存储电路和电源，所述单片机是型号为 MSP430F149的单片机，还连接有型号为TDC-GP21的时间数字转换巧片，所述时间数字转换 巧片连接有超声波发射及接收电路和温度补偿电路。
[0007] 进一步的，所述数据读取电路为便携式数据读取电路，具有=个独立的电子密钥。
[0008] 本实用新型的有益效果是：
[0009] 本实用新型电路结构简单，结合了MSP430单片机的超低功耗和TDC-GP21时间数 字转换巧片的高精度计时功能，功耗和体积都有所降低，便于携带和使用，满足现场高精 度、低功耗的测量要求。
【附图说明】
[0010] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当 限定。在附图中：
[0011] 图1是本实用新型的一种实施例的结构框图；
[0012] 图2是本实用新型的超声波发射电路的电路示意图；
[0013] 图3是本实用新型的超声波接收电路的电路示意图；
[0014] 图4是本实用新型的温度补偿电路的电路示意图；
[0015] 图中标号说明；1-单片机，2-串行通讯电路，3-液晶显示电路，4-数据读取电路， 5-数据存储电路，6-电源，7-时间数字转换巧片，8-超声波发射及接收电路，9-温度补偿电 路。
【具体实施方式】
[0016] 下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
[0017] 如图1所示，一种基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，包括单片机1，所述单 片机1连接有串行通讯电路2、液晶显示电路3、数据读取电路4、数据存储电路5和电源6， 所述单片机是1型号为MSP430F149的单片机，还连接有型号为TDC-GP21的时间数字转换 巧片7,所述时间数字转换巧片7连接有超声波发射及接收电路8和温度补偿电路9。
[0018] 进一步的，上述数据读取电路5为便携式数据读取电路，具有=个独立的电子密 钥，每个密钥分区包括384位，具有独立的64位密码和公共识别区；密码区必须匹配才能访 问安全储存器。
[0019] 本实施例的工作原理如下：
[0020] 为满足系统控制功能和降低系统总体功耗，采用16位单片机MSP430F149为核屯、 控制器件，控制对流速测量的采样、数据处理、存储、显示及通信。单片机MSP430F149有丰 富的I/O接口，具有速度快、功率低的优点。TDC-GP21是一种高精度时间数字转换巧片，是 精密计时系统的核屯、器件，其内部主要由脉冲发生器、数据处理单元ALU、时间数字转换器 单元TDC、温度测量单元、时钟控制单元、配置寄存器W及与单片机想接的SPI接口组成。
[0021] 单片机MSP430F149在对TDC-GP21进行配置后，TDC-GP21能产生一组频率为IMHz 超声波。产生的IMHz超声波送到超声波换能器上驱动探头，接收探头收到的回波经过开 关电路，进入超声波调理电路进行信号的处理。在对回波进行处理后返回到TDC-GP21， TDC-GP21判断接收到回波后结束测量，返回给单片机一个中断，通知单片机读取测量时间。 单片机读取TDC-GP21内的测量数据，并通过液晶测量数据，选择液晶显示电路来进行选择 数据存储的介质和显示的内容。
[002引超声波发射及接收电路中，发射电路如图2所示，单片机MSP430F149的I/O口P1. 6发出信号使555定时器置位，同时开启定时器A开始计时，此时555定时器产生40曲Z 的振荡信号，由超声波传感器探头将电信号转换为脉冲数为10的脉冲串发射出去，其中， 555定时器频率振荡周期1 =庆2竞为得到40曲Z的振荡信号，本实用新型中设 置馬=lkQ，lj=lkQ，爲=330OpF。
[0023] 超声波发射及接收电路中，接收电路如图3所示，当超声波遇到障碍物反射回来， 由超声波传感器接收探头接收信号，接收到信号后产生mV级的微弱电压信号，该电压信号 经过红外遥控接收器CX20106A滤波、放大和整形后传给单片机MSP430F149的管脚P1. 1，管 脚P1. 1产生中断信号，此时定时器停止计时。
[0024] 超声波在空气中的传播速度受温度影响很大，为了得到精确测量结果，本实用新 型测距仪设有温度补偿电路，如图4所示，根据超声波在空气中的传播速度与温度的关系 为G=扣^1|〇_銷71'，通过实时检测环境温度，得到实际的超声波传播速度。温度补偿电路 采用抗干扰性强、外部电路简单、精确度高的DS18B20温度传感器实时测量温度。
【主权项】
1. 一种基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，包括单片机（I )，所述单片机（I)连接 有串行通讯电路（2)、液晶显示电路（3)、数据读取电路（4)、数据存储电路（5)和电源（6)， 其特征在于：所述单片机（1)是型号为MSP430F149的单片机，还连接有型号为TDC-GP21的 时间数字转换芯片（7)，所述时间数字转换芯片（7)连接有超声波发射及接收电路（8)和温 度补偿电路（9)。2. 根据权利要求1所述的基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，其特征在于：所述 数据读取电路（5 )为便携式数据读取电路，具有三个独立的电子密钥。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，包括单片机，所述单片机连接有串行通讯电路、液晶显示电路、数据读取电路、数据存储电路和电源，所述单片机是型号为MSP430F149的单片机，还连接有型号为TDC-GP21的时间数字转换芯片，所述时间数字转换芯片连接有超声波发射及接收电路和温度补偿电路。本实用新型电路结构简单，结合了MSP430单片机的超低功耗和TDC-GP21时间数字转换芯片的高精度计时功能，功耗和体积都有所降低，便于携带和使用，满足现场高精度、低功耗的测量要求。
【IPC分类】G01S15/08
【公开号】CN204694841
【申请号】CN201520209810
【发明人】余进
【申请人】安庆市紫韵电子商务有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年4月9日
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种距离测量装置，尤其设及一种基于MSP430F149的便携式超 声波测距仪。
【背景技术】
[0002] 测量距离的原理和方法有很多，根据信息载体的不同可分为光学方法，无线电方 法和超声波方法。随着电子技术的发展，先后出现了激光、超声波及红外线等非接触式测距 方法。激光测距虽然测距精度高，操作简单，但是受环境的影响比较大，且系统检测维护不 便，价格相对昂贵，一般多在军事领域应用。
[0003] 超声波测距是一种传统的非接触测量方法，和激光、祸流和雷达测距方法相比，具 有不受外界光及电磁场等因素影响的优点，对恶劣环境中也具有一定的适应能力，且结构 简单，成本低，因而在探伤技术、清洗技术、测距技术等领域得到了广泛的应用。超声波测 距，多应用于汽车倒车雷达、机器人定位、建筑工地W及一些工业现场的位置监控如液位、 井深的测量等场合。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术存在的W上问题，提供一种基于MSP430F149 的便携式超声波测距仪，便于携带和使用，满足现场高精度、低功耗的测量要求。
[0005] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过W下技术方案实现：
[0006] 一种基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，包括单片机，所述单片机连接有 串行通讯电路、液晶显示电路、数据读取电路、数据存储电路和电源，所述单片机是型号为 MSP430F149的单片机，还连接有型号为TDC-GP21的时间数字转换巧片，所述时间数字转换 巧片连接有超声波发射及接收电路和温度补偿电路。
[0007] 进一步的，所述数据读取电路为便携式数据读取电路，具有=个独立的电子密钥。
[0008] 本实用新型的有益效果是：
[0009] 本实用新型电路结构简单，结合了MSP430单片机的超低功耗和TDC-GP21时间数 字转换巧片的高精度计时功能，功耗和体积都有所降低，便于携带和使用，满足现场高精 度、低功耗的测量要求。
【附图说明】
[0010] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当 限定。在附图中：
[0011] 图1是本实用新型的一种实施例的结构框图；
[0012] 图2是本实用新型的超声波发射电路的电路示意图；
[0013] 图3是本实用新型的超声波接收电路的电路示意图；
[0014] 图4是本实用新型的温度补偿电路的电路示意图；
[0015] 图中标号说明；1-单片机，2-串行通讯电路，3-液晶显示电路，4-数据读取电路， 5-数据存储电路，6-电源，7-时间数字转换巧片，8-超声波发射及接收电路，9-温度补偿电 路。
【具体实施方式】
[0016] 下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
[0017] 如图1所示，一种基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，包括单片机1，所述单 片机1连接有串行通讯电路2、液晶显示电路3、数据读取电路4、数据存储电路5和电源6， 所述单片机是1型号为MSP430F149的单片机，还连接有型号为TDC-GP21的时间数字转换 巧片7,所述时间数字转换巧片7连接有超声波发射及接收电路8和温度补偿电路9。
[0018] 进一步的，上述数据读取电路5为便携式数据读取电路，具有=个独立的电子密 钥，每个密钥分区包括384位，具有独立的64位密码和公共识别区；密码区必须匹配才能访 问安全储存器。
[0019] 本实施例的工作原理如下：
[0020] 为满足系统控制功能和降低系统总体功耗，采用16位单片机MSP430F149为核屯、 控制器件，控制对流速测量的采样、数据处理、存储、显示及通信。单片机MSP430F149有丰 富的I/O接口，具有速度快、功率低的优点。TDC-GP21是一种高精度时间数字转换巧片，是 精密计时系统的核屯、器件，其内部主要由脉冲发生器、数据处理单元ALU、时间数字转换器 单元TDC、温度测量单元、时钟控制单元、配置寄存器W及与单片机想接的SPI接口组成。
[0021] 单片机MSP430F149在对TDC-GP21进行配置后，TDC-GP21能产生一组频率为IMHz 超声波。产生的IMHz超声波送到超声波换能器上驱动探头，接收探头收到的回波经过开 关电路，进入超声波调理电路进行信号的处理。在对回波进行处理后返回到TDC-GP21， TDC-GP21判断接收到回波后结束测量，返回给单片机一个中断，通知单片机读取测量时间。 单片机读取TDC-GP21内的测量数据，并通过液晶测量数据，选择液晶显示电路来进行选择 数据存储的介质和显示的内容。
[002引超声波发射及接收电路中，发射电路如图2所示，单片机MSP430F149的I/O口P1. 6发出信号使555定时器置位，同时开启定时器A开始计时，此时555定时器产生40曲Z 的振荡信号，由超声波传感器探头将电信号转换为脉冲数为10的脉冲串发射出去，其中， 555定时器频率振荡周期1 =庆2竞为得到40曲Z的振荡信号，本实用新型中设 置馬=lkQ，lj=lkQ，爲=330OpF。
[0023] 超声波发射及接收电路中，接收电路如图3所示，当超声波遇到障碍物反射回来， 由超声波传感器接收探头接收信号，接收到信号后产生mV级的微弱电压信号，该电压信号 经过红外遥控接收器CX20106A滤波、放大和整形后传给单片机MSP430F149的管脚P1. 1，管 脚P1. 1产生中断信号，此时定时器停止计时。
[0024] 超声波在空气中的传播速度受温度影响很大，为了得到精确测量结果，本实用新 型测距仪设有温度补偿电路，如图4所示，根据超声波在空气中的传播速度与温度的关系 为G=扣^1|〇_銷71'，通过实时检测环境温度，得到实际的超声波传播速度。温度补偿电路 采用抗干扰性强、外部电路简单、精确度高的DS18B20温度传感器实时测量温度。
【主权项】
1. 一种基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，包括单片机（I )，所述单片机（I)连接 有串行通讯电路（2)、液晶显示电路（3)、数据读取电路（4)、数据存储电路（5)和电源（6)， 其特征在于：所述单片机（1)是型号为MSP430F149的单片机，还连接有型号为TDC-GP21的 时间数字转换芯片（7)，所述时间数字转换芯片（7)连接有超声波发射及接收电路（8)和温 度补偿电路（9)。2. 根据权利要求1所述的基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，其特征在于：所述 数据读取电路（5 )为便携式数据读取电路，具有三个独立的电子密钥。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于MSP430F149的便携式超声波测距仪，包括单片机，所述单片机连接有串行通讯电路、液晶显示电路、数据读取电路、数据存储电路和电源，所述单片机是型号为MSP430F149的单片机，还连接有型号为TDC-GP21的时间数字转换芯片，所述时间数字转换芯片连接有超声波发射及接收电路和温度补偿电路。本实用新型电路结构简单，结合了MSP430单片机的超低功耗和TDC-GP21时间数字转换芯片的高精度计时功能，功耗和体积都有所降低，便于携带和使用，满足现场高精度、低功耗的测量要求。
【IPC分类】G01S15/08
【公开号】CN204694841
【申请号】CN201520209810
【发明人】余进
【申请人】安庆市紫韵电子商务有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年4月9日
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