�。薄√綔y障礙的原理

　　在室內(nèi)自動感知障礙的設(shè)備中，常使用紅外線探測障礙物的存在與否。探測的基本原理是：在測量的范圍內(nèi)，主動向探測方向發(fā)射紅外信號，如果存在障礙物，就會把發(fā)射的信號反射回發(fā)送端。在發(fā)送端，如果收到反射的信號，就確認障礙物的存在。

　　但是在實際應(yīng)用中，紅外干擾源較多；而且在有反射光的情況下，由于光線的干擾，很容易判斷失誤，出現(xiàn)虛警。因此，有些設(shè)備在發(fā)射信號時，改進為發(fā)送一串連續(xù)的紅外脈沖，然后接收反射的信號。如果接收到的紅外脈沖數(shù)量超過某一門限值時，就判斷障礙存在。這種方法盡管在一定程度上可以降低虛警率，但實驗表明，在較強的反射光和使用電子鎮(zhèn)流器方式的日光燈起輝時，仍很容易出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。

　　本文提　出　解決干擾的方案是：由單片機控制發(fā)射有一定意義的紅外編碼脈沖串，同時，單片機接收該脈沖串。如果接收到的信號和發(fā)射的信號基本一致，才判斷為有障礙物的存在。

　　探測障礙的原理框圖如圖１所示。

　　圖１　探測障礙原理框圖

　　２　電路設(shè)計

　　在實測電路中，使用臺灣義隆公司的ｅｍ７８ｐ１５６ｅ單片機，紅外發(fā)射管為ｍｉｅ５５２ａ２，紅外接收頭為寧波雨晶微電子有限公司的ｎｂ００３８，電路如圖２所示。

　　當需要探測障礙物時，單片機ｕ１首先讓ｕ２紅外接收頭ｎｂ００３８接通電源。在發(fā)射電路中，ｄ２為紅外發(fā)射管，ｕ１的ｐ５１引腳輸出編碼脈沖，通過ｑ２控制ｄ２發(fā)射紅外信號。當有紅外信號進入接收頭時，ｕ２的輸出端出現(xiàn)高電位，并送到ｕ１的ｐ６７引腳。

　�。睿猓埃埃常甘怯糜诩t外接收的一體化接收頭，采用環(huán)氧樹脂封裝，把獨立的ｐｉｎ二極管同前置放大器集成在同一封裝上。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖３所示。接收的載波中心頻率為３８．０�。耄瑁�

　　圖３�。睿猓埃埃常竷�(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

　�。场【幋a脈沖的產(chǎn)生和接收

　　在實際使用中，由于ｅｍ７８ｐ１５６ｅ單片機的工作頻率是４�。恚瑁d波脈沖采用２６�。酰�，其中高電位是１０�。酰�，低電位是１６�。酰�，占空比是３８．５％。在產(chǎn)生載波時，要檢測是否有反射信號。反射信號的檢測是單片機利用低電位的１６�。酰髸r間內(nèi)判斷接收引腳是否存在相應(yīng)的發(fā)射信號。

　　為了確定需要編碼的調(diào)制信號脈沖寬度，在１０００個ｎｂ００３８的接收頭中，隨意選擇３０個作實驗。在約２０�。悖淼木嚯x內(nèi)出現(xiàn)表面不光滑的障礙物，從單片機通過紅外發(fā)射管發(fā)射信號到ｎｂ００３８接收信號，檢測出現(xiàn)在接收引腳為高電平時的載波脈沖量如表１所列。
　

　　發(fā)射信號的格式如圖４所示。

　　圖４　發(fā)射信號的格式

　�。常薄【幋a＂１＂脈沖產(chǎn)生和接收

　　（１）產(chǎn)生一個占空比為３８．５％的載波脈沖

　　首先，使紅外發(fā)射控制ｐ５１＝１，發(fā)射紅外信號，保持時間是１０　ｕｓ。然后，重新使ｐ５１＝０，停止發(fā)射紅外信號，保持時間是１６�。酰�，

　　（２）判斷是否存在反射信號＂１＂

　　在發(fā)射到第１７，１９，２１和２３個載波脈沖時，在停止發(fā)射紅外信號的１６�。酰髢�(nèi)，檢測接收引腳ｐ５２。如果ｐ５２＝１，則表明存在反射信號；如果ｐ５２＝０，則認為無反射信號。在這４次判斷過程中，如果有３次以上判斷為存在反射信號，則確認接收到反射的＂１＂。

　　實現(xiàn)的軟件流程如圖５所示。

　　圖５　發(fā)送編碼＂１＂流程

　�。常病【幋a＂０＂脈沖產(chǎn)生和接收

　　當發(fā)射＂０＂脈沖時，停止發(fā)送任何紅外信號。

　　在相當于第１７，１９，２１和２３個載波脈沖時間的時候，檢測接收引腳ｐ５２。如果ｐ５２＝１，則表明存在干擾的紅外信號；如果ｐ５２＝０，則表明沒有其他紅外信號的干擾。在這４次判斷過程中，如果