基于c51单片机的声音测距

通过两个单片机实现距离的测量，主机控制扬声器发出一定频率的声音同时计数器开始计数，从麦克风接收到声音后经过放大滤波输出信号到从单片机，从单片机接收到信号后向通过串口向主机发送数据，主机接收到串口发送的数据后，停止计数，并将计时时间转换为距离并显示出来。 【声音测距原理】 声音测距是一种利用声波传播特性来测量物体间距离的技术，类似于水下声纳系统。该技术基于声波从发射到接收的时间差来计算距离，因为声波在空气中的传播速度是已知的，大约为343米/秒。在本文中，系统采用了两个C51单片机，一个作为主机，另一个作为从机，共同完成声波的发射和接收，从而计算距离。 【系统构成】 1. **主机系统**：由AT89S52单片机组成，负责控制扬声器发出特定频率的声音，并启动计数器开始计时。当从机通过串口发送数据后，主机停止计时，根据计时时间计算距离并显示结果。 2. **从机系统**：同样使用AT89S52单片机，负责接收和放大来自麦克风的信号，然后将处理过的信号发送回主机。 【电路组成部分】 - **发声电路**：采用555多谐振荡器生成稳定的方波驱动扬声器发声，因为单片机I/O口的输出功率不足以直接驱动扬声器。 - **接收电路**：包括第一级音频放大电路和第二级音频放大电路，采用LM386专业音频放大器，以增强微弱的麦克风信号。 - **放大电路**：第一级采用LM386，第二级可能继续使用LM386，以确保信号的有效放大。 - **滤波电路**：采用有源滤波集成芯片UAF42进行信号滤波，去除噪声，提高信号质量。 - **串口通信**：主机和从机之间通过串行接口交换数据，确保同步信号的准确传输。 - **距离计算与显示**：主机接收到从机的信号后，停止计时，根据声音传播时间和声速计算距离，结果显示在主机上。 【系统方案分析】 方案一和方案二的主要区别在于同步信号的处理方式。方案一中，从机发送同步信号给主机，而方案二中，从机直接触发主机停止计时。考虑到信号的准确性和衰减问题，最终选择了方案一，使用同步通信连接两个子系统，以提高测量精度。 【关键点】 1. **声源频率**：必须选择合适的频率，以避免环境噪声干扰并确保麦克风能有效接收。 2. **同步信号**：同步信号的准确传输对于计算声波传播时间至关重要，直接影响到距离测量的精度。 3. **信号放大与滤波**：有效的放大和滤波能提高信号质量，减少误差，使距离计算更为精确。 这个基于C51单片机的声音测距系统利用了电声转换和信息处理技术，通过精心设计的电路和通信方案，实现了对声波传播距离的测量，具有一定的实用价值，特别是在某些需要非接触距离测量的场合。