Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
GLPUPO / COPLETE.DOC
Скачиваний:
23
Добавлен:
16.04.2013
Размер:
466.43 Кб
Скачать

Алгоритм работы узид

Задача устройства - оповещать о ближайшем к человеку препятствии. Ясно, что обновлять информацию об объекте, находящемся в непосредственной близости желательно чаще, чем о далеко отстоящем объекте. В связи с этим частота, с которой устройство излучает зондирующие импульсы не является постоянной величиной. Эта частота обратно пропорциональна расстоянию до ближайшего объекта. Это достигается благодаря тому, что время между зондирующими импульсами равно времени между излучением зондирующего импульса и приемом отражения плюс время паузы: tии =tип +tп

tии- время между зондирующими импульсами

tип- время между излучением зондирующего импульса и приемом отражения

tп- время паузы

Причем, tп= 8tип.

То есть tии= 9tип, откуда видно, что время между зондирующими импульсами пропорционально времени между зондирующим импульсом и приходом эхо-сигнала.

Алгоритм работы ультразвукового измерителя дальности иллюстрирует блок-схема, показанная на рисунке 1.

Поясним ее:

УЗИД излучает зондирующий импульс и запускает счетчики. Счетчики запускаются на прямой счет (то есть с приходом тактового сигнала содержимое счетчиков увеличивается на 1). Частота следования тактовых импульсов fc равна частоте тактового генератораfг.

Счетчики считают до тех пор, пока сигнал “Прием” не станет активным, либо пока они не переполнятся.

Рассмотрим эти варианты:

Счетчики переполнились.Это означает, что в контролируемом пространстве нет предметов, отражающих ультразвуковые волны. Сигнал “Вывод” активным не становится. Зондирующий импульс излучается вновь.

Сигнал “Прием” стал активным.Это означает, что в контролируемом пространстве есть интересующий нас объект. Чем ближе этот отражающий объект, тем быстрее устройство получит отраженный сигнал и тем меньше будет число, содержащееся в счетчиках. То есть число в счетчиках показывает расстояние до отражающего объекта.

где C - содержимое счетчиков

l - расстояние до отражающего ультразвук объекта

np - скорость распространения ультразвуковой волны в воздухе

fc - частота поступления тактовых импульсов на вход счетчиков.

После получения эхо-сигнала УЗИД выдает сигнал “Вывод” и переключается в состояние обратного счета. При этом частота тактовых импульсов, приходящих на счетчики становится равной fг/8, а сами счетчики переключаются на обратный счет, т.е. с приходом тестового импульса содержимое счетчиков уменьшается на 1.

Обратный счет продолжается до тех пор, пока счетчики не обнулятся. Это произойдет за время

После чего цикл работы УЗИД повторяется вновь.

Частота следования зондирующих импульсов

итак, частота следования зондирующих импульсов, а вместе с ней и частота следования сигналов “Вывод” обратно пропорциональна расстоянию до ближайшего отражающего ультразвук объекта.

Структурная схема узид

УЗИД можно условно разделить на несколько блоков. Эти блоки и схема их взаимодействия представлены на рисунке 2.

Опишем блоки УЗИД и функции, выполняемые этими блоками:

1. Блок генератора.

1.1 Вырабатывает тактовую частоту fг=8,19 кГц

2. Блок управления

2.1 Инициализация блока счетчиков сигналом “Reset”

2.2 Преобразование тактовой частоты, приходящей от блока генератора fг в тактовую частоту для блока счетчиковfc так, чтоfc = fгпри прямом счете, иfc=fг/8при обратном счете.

2.3 Формирование сигнала “Направление счета”. Для формирования этого сигнала используются сигналы “Прием” из блока приемника и “Переполнение” из блока счетчиков.

2.4 Формирование сигнала “Излучение”, поступающего на блок излучателя.

2.5 Формирование сигнала “Разрешение”, разрешающего блоку приемника регистрировать приход эхо-сигнала.

3 Блок счетчиков

3.1 Подсчет количества тактовых импульсов, приходящих на вход с тактовой частотой fc.

3.2 Формирование сигнала “Переполнение” при переполнении счетчиков.

4 Блок приемника

4.1 Прием эхо-сигнала

4.2 Выдача сигнала «Прием»

5. Блок излучателя

5.1 Излучение зондирующего импульса

6 Блок вывода информации

6.1 Вывод информации о предметах в контролируемой зоне.