بررسی و شناخت اولتراسونیک یا فاصله سنج مافوق صوت به کمک میکرو کنترلر PIC

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی و شناخت اولتراسونیک یا فاصله سنج مافوق صوت به کمک میکرو کنترلر PIC

فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک )

نمودار مداری فاصله سنج مافوق سوت

بررسی مدار

اشکار ساز سیگنال

مدار نگهدارنده سیگنال (signal holding circuit )

مدار فرستنده

مدار نمایشگر LED هفت قسمتی

مدار تولید ولتاژ اصلاح دما

نوسان ساز

منبع تغذیه

ازمایش عملکرد فاصله سنج مافوق صوت

تایید عملکرد اشکار سازی

محدوده اندازه گیری

بیشترین فاصله :  m  6/

ویژگی تنظیم دما

نرم افزار مربوط به این پروژه در CD پیوست کتاب امده است

قسمت های گوناگون سخت افزار فاصله سنج مافوق صوت

حس گر مافوق صوت ((sensor

تقویت کننده ی عملیاتی کم نویز ( LM833N )

تقویت کننده ی عملیاتی کم توان ( LM358)

دریچه های NAND (  4011B )

معکوس کننده ( ۴۰۶۹ B )

تراشه تثبیت کنندهی ۳ پایه ی V  5 + ( 7805)

تراشه تثبیت کننده ی ۳ پایه ی V  9 + (78 Lo 9 )

ترانزیستور راه انداز فرستنده ( ۲sc1815 )

ترانزیستور کنترل (۲SA1015) LED

دیود مسدود کننده ی شاتکی ( ۱SS106 )

نمایشگر ۷ قسمتی LED

پایه ی نصب نمایشگر ۷ قسمتی

سوکت

کریستال

مقاومت متغیر برای نمایش بادوام نمیشگرها

خازن سرامیکی

خازن سرامیکی چند لایه

خازن الکترولیت

فیبر مدار چاپی

پایه های سیم بندی

پیچ میله ای

بررسی نرم افزار

تعریف بر چسب

فرایند اماده سازی

اماده سازی درگاه

اماده سازی حالت واقع نگار ( capture mode initialization )

اماده سازی مبدل A/D

اماده سازی وقفه ( Interruption initialization )

فرایند وقفه

فرایند وقفه ی غیر مجاز

فرایند پایان وقفه

فرایند ارسال پالس مافوق صوت

پاک شدن نمایشگر وقفه

ازمایش خطای اشکار سازی

توقف اشکار ساز موج برگشتی

شروع عملیات واقع نگار

ارسال پالس ۴۰ KHz

جلوگیری از اشکار ساز ی موج برگشتی

فرایند وقفه ی واقع نگار

فرایند تنظیم نمایشگر

فرایند نمایشگر LED

اصلاح فاصله سنج مافوق صوت

درگاه RA

جبران ساز دما

ولتاژ منبع تغذیه مدار گیرنده

زمان بندی شروع واقع نگار

زمین کردن

تنظیم فرکانس ارسال

محاسبه ی رقم دهگان

توضیح برنامه

مدار عملی با میکروکنترلر

ضمیمه ۱ : لیست دستور العمل های میکروکنترلر

ضمیمه ۲ : ساختن فایل هگز و قرار دادن ان درحافظه برنامه میکروکنترلر

الف ) ساختن کد برنامه به صورت کد هگز با فرمت اینتل

نوشتن برنامه

تذکر

۲ ) اسمبل (Assembel ) کردن برنامه

۳ ) لینک ( Link ) کردن برنامه و تولید فایل هگز ( Hex )

ب ) فرستادن فایل هگز از کامپیوتر به حافظه برنامه میکروکنترلر

    
مقدمه

سیگنال اولتراسونیک ( مافوق صوت ) که به وسیله حس گر ( سنسور ) دریافت می شود ، طبقه اول آن را ۱۰۰ برابر ( db  40 ) و طبقه دوم آن را ۱۰ برابر ( db  20  ( می کند . معمولاً از منبع تغذیه دوبل ( مثبت و منفی ) برای تقویت کننده های عملیاتی استفاده میشود.  اما در اینجا تنها از یک منبع V 9 + برای تغذ یه آنها استفاده شده است . بنابراین به ورودی مثبت تقویت کننده های عملیاتی ، نصف ولتاژ تغذیه به عنوان ولتاژ بایاس اعمال می شود . بنابراین سیگنال جریان متناوب میتواند براساس ولتاژ مرکزی V 5/4 تقویت شود . هنگامی که تقویت کننده های عملیاتی دارای فید بک منفی هستند ، ولتاژ ورودی پایه مثبت و منفی آنها تقریباً باهم برابرند . این حالت را زمین مجازی می نامند . بنابراین ، با وجود ولتاژ بایاس ، طرف مثبت و منفی سیگنال جریان متناوب به طور یکسان تقویت می شود . اگر از ولتاژ بایاس استفاده نشود ، سیگنال جریان متناوب دچار اعوجاج  می گردد . از این روش ، هنگامی که تقویت کننده عملیاتی ( Op – amp  ) از منبع دوبل به جای یک منبع تکی ، تغذیه می شود استفاده می گردد .
•    مدار آشکار ساز
آشکار سازی با آشکار کردن سیگنال مافوق صوت دریافتی انجام می گیرد . این کار به وسیله یکسو کننده نیم موج که از دیود ها ی مسدود کننده شاتکی   استفاده می کند ، انجام میشود.

    
شکل ۱  مدار تقویت سیگنال                                شکل ۲
باوجود به دامنه سیگنال آشکار شده ، یک ولتاژ DC در دوسر خازن خروجی مدار ظاهر خواهد شد.  از دیودهای مسدود کننده شاتکی استفاده شده است زیرا مشخصه فرکانس بالای آنها مناسب می باشد .
•    آشکار ساز سیگنال
این مدار ، سیگنال اولتراسونیک برگشتی از شی مورد نظر را آشکار می کند . خروجی مدار آشکارساز به کمک مقایسه کننده آشکار میشود . در مدار شکل (۳) تقویت کننده عملیاتی که با یک منبع  تغذیه می شود به عنوان مقایسه کننده به کار رفته است . تقویت کننده عملیاتی اختلاف بین پایه ورودی مثبت و منفی خود را تقویت کرده و در خروجی ظاهر می سازد . درحالتی که تقویت کننده عملیاتی دارای فید بک منفی نمی باشد ، خروجی با یک ولتاژ ورودی کوچک به حالت اشباع می رود . ضریب تقویت کننده های عملیاتی در حالت بدون فید بک معمولاً از ۱۰۰۰۰ بزرگتر است . بنابراین هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی بیشتر میشود ، اختلاف بین دو ورودی بیش از ۱۰۰۰۰ بار تقویت میشود و ولتاژ خروجی تقریباً برابر ولتاژ تغذیه خواهد شد . این وضعیت ، حالت اشباع می باشد . برعکس هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی کمتر می گردد ، اختلاف بین دو ورودی در این حالت نیز بیش از ۱۰۰۰۰ برابر تقویت می شود و ولتاژ خروجی تقریباً صفر میشود . این وضعیت را حالت OFF میگویند . این نوع عملکرد همانند عملکرد یک مقایسه کننده می باشد . البته با توجه به آن که مدار داخلی مقایسه کننده متفاوت از تقویت کننده تفاضلی به کار رود . در این مدار ، خروجی مدار آشکار ساز به ورددی مثبت آشکار ساز سیگنال وصل و به ورودی منقفی آشکار ساز سیگنال ، یک ولتاژ ثابت اعمال میشود:                                                      ولتاژ ثابت پایه منفی :
 
بنابراین ، هنگامی که سیگنال مافوق صوت یکسو شده از V 0.4 بیشتر میشود ، خروجی آشکارساز سیگنال برابر یک ( تقریباً V 9 ( خواهد شد . این خروجی به وسیله مقاومت کاهش پیدا کرده تا با ولتاژهای استاندارد TTL ( 0 تا V 5) برای اعمال به ورودی مدار نگهدارنده سیگنال ( signal holding circuit  ) سازگار گردد .

•    مدار نگهدارنده سیگنال (signal holding circuit )
شکل (۴)  مدار نگهدارنده سیگنال آشکار شده را نشان می دهد .
این مدار از یک فیلیپ فلاپ SR تشکیل شده است .
آشکار ساز به گونه ای ساخته شده است که در زمان ثابت ( حدود ۵/۱ میلی ثانیه ) پس از ارسال پالس انتقال   عمل نمیکند تا از آشکار سازی اشتباه   که ناشی از تأثیر پالس انتقال است جلوگیری شود. این عملیات به وسیله ی نرم افزار PIC کنترل می شود .
هنگامی که از ویژگی واقع نگار   PIC استفاده می شود ، این مدار ضروری نمی باشد . عملیات واقع نگار به وسیله ی تغییر ورودی واقع نگار در یک مرحله انجام می شود . علت استفاده از آن در این پروژه ، تأیید عملیات آشکار سازی سیگنال در زمان آشکار سازی سیگنال منعکس شده یا برگشتی  ( حدود ۶۵ میلی ثانیه ) می باشد . هنگام ارسال پالس مافوق صوت بعدی ، خروجی این مدار آزمایش می شود و در صورتی که صفر باشد ، اعلام خطا انجام می شود زیرا سیگنال منعکس شده یا برگشتی نمیتواند آشکار گردد.
•    مدار فرستنده
از معکوس کننده (NOT) برای راه اندازی حس گر اولتراسونیک استفاده شده است . دو معکوس کننده باهم موازی شده اند تا توان الکتریکی انتقال افزایش یابد .  فاز و ولتاژ به سر مثبت  اعمال می شود و سر منفی حس گر ۱۸۰ درجه اختلاف فاز دارد . از آنجا که جریان dc به وسیله ی خازن حذف می شود ، حدود دو برابر ولتاژ خروجی معکوس کننده به حس گر اعمال خواهد شد . ولتاژ منبع تغذیه این مدار راه انداز حدود  V  9 + است . این ولتاژ به وسیله ی تثبیت کننده به ولتاژ کار ( V  PIC 5  +) برای کنترل کردن تبدیل میشود . از آنجا که معکوس کننده ها از نوع CMOS هستند ، می توان قطع و وصل )  ON/OFF ) را در سرعت های نسبتاً بالا انجام داد.
•    مدار نمایشگر LED هفت قسمتی
نمایشگر مدار۳ رقمی است.نمایشگر ها به وسیله ی نرم افزار PCI و به روش جاروب (اسکن ) کردن روشن می شوند به گونه ای که در هر لحظه از زمان تنها یک نمایشگر روشن است . از آنجا که در این مدار ، هرگاه پایه ی PCI صفر شود ، نمایشگر روشن خواهد شد ، بنابراین از نمایشگرهای آند مشترک استفاده شده است . در نوع آند مشترک پایه  مثبت ( آند ) دیودهای LED در داخل به هم وصل شده اند . برای روشن شدن هر یک از LED های نمایشگر هفت قسمتی باید کاتد آن را همانند شکل (۷) صفر کرد .

مدار تولید ولتاژ اصلاح دما
سرعت انتشار امواج صوتی در فضا با دمای تغییر میکند . در دمای   برابر   و در دمای   برابر   میباشد . این فاصله سنج ، فاصله را با تقسیم زمان انتشار که به وسیله ی ویژگی واقع نگار ( capture)  اندازه گیری میشود محاسبه میکند . برای مثال اندازه گیری فاصلی m 1 در محیط   توضیح داده میشود . مدت زمانی که برای رفت و برگشت موج صدا طول می کشد برابر است با : فاصله بر حسب cm باید آن ر ابرابر ۶۰ تقسیم نمود ، یعنی داریم :          

ارقام بعد از ممیز حذف می شوند ( تنها سه رقم نمایش داده میشود ) و این امر باعث خطای اندازه گیری می گردد. نسبت تبدیل ۶۰ به دمای محیط بستگی دارد و به فاصله ای که باید اندازه گیری شود ، ارتباطی ندارد . در حالت m  9 داریم :       
 
با بزرگتر شدن فاصله،خطای تبدیل بیشتر میشود.این به دلیل آن است که تبدیل کوچکتراز نقطه ی ممیز امکان پذیر نمی باشد .
در دمای   داریم :       
مقدار تبدیل برابر ۵۶ میشود . مقدار تبدیل باید با دمای محیط تغییر کند . در این مدار، مقدارتبدیل به وسیله ی ویژگی تبدیل A/D تولید می شود . مبدل A/D ، ولتاژ ورودی را به داده دیجیتال ۱۰ بیتی تبدیل می کند . در اینجا تنها سه بیت بالای مورد استفاده قرار گرفته است . بنابراین به ازای تغییر ورودی آنالوگ از ۰ تا ۵ ولت ، خروجی دیجیتال ۰ تا ۷ نتیجه خواهد شد . به این مقدار ، عدد ۵۴ افزوده می شود . بنابراین محدوده تغییرات مقدار تبدیل از ۵۴ تا ۶۱ خواهد بود .
•    نوسان ساز
از یک کریستال  MHz 4 در مدار استفاده شده است . این فرکانس با توجه به زمان شمارش زمان سنج انتخاب گردیده است. هنگامی که از ساعت MHz 4 استفاده می شود ، زمان شمارش صعودی شمارنده برابر یک میکروثانیه بر هر شمارش خواهد بود . از شمارنده Timer 1  برای واقع نگار ( Capture) استفاده شده است و دارای حداکثر مقدار شمارش ۶۵۵۳۵ ( ۱۶ بیت ) میباشد .  بنابراین حداکثر شمارش ۶۵/۵۳۵ میلی ثانیه را میتوان ایجاد کرد . سرعت انتشار صوت در هوا و در دمای  برابر   است . زمان رفت و برگشت صدا برای فاصله ۱۰ متری برابر خواهد شد با :   
•    منبع تغذیه
به وسیله ی دو آی سی تثبیت کننده سه پایه ولتاژهای V 5+ و V  9 + از ولتاژ منبع تغذیه V 9 + تولید می شود . ولتاژ V  12 + برای تغذیه مدار فرستنده و گیرنده به کار میرود . آی سی رگولاتورها باید بتوانند جریان mA  100 را تأمین کنند. برای مابقی مدار از ولتاژ V 5+ برای روشن کردن نمایشگرهای LED نیز به کار میرود زیرا آنها به وسیله ی PIC کنترل میشوند . حدود mA 10جریان برای هر قسمت LED نمایشگر هفت قسمتی مورد نیاز است . بنابراین هنگامی که همه قسمتها ( با نقطه ممیز ۸ قسمت ) روشن است، حدود mA 80 جریان مورد نیاز می باشد . با توجه به مصرف کم آی سی های دیگر مدار ، یک آی سی تثبیت کننده mA 100 کافی است اما برای اطمینان بیشتر از V 15 ، A 1 استفاده شده است .
آزمایش عملکرد فاصله سنج مافوق صوت
•    تأیید عملکرد آشکار سازی
شکل صفحه بعدی ،شکل موج پالسهای ارسالی ، دریافتی و … را برای اندازه گیری فاصله ی
 m  36/2 نشان میدهد . نقاط مشاهده این پالس ها عبارتند از :
۱- پایه شماره (۱) از تراشه IC1 ( سیگنال را پس از تقویت به وسیله تقویت کننده عملیاتی، نشان مید هد .) ۲- پایه شماره (۸) از تراشه IC3 ( سیگنال دریچه مدار نگهدارنده آشکار ساز به وسیله PIC را نشان میدهد .) ۳- پایه شماره (۱۱) از تراشه IC3 ( سیگنال خروجی از مدار نگهدارنده آشکار ساز را نشان می دهد .)
هنگامی که نقطه مشاهده (۲) برابر صفر است ، آشکار ساز غیر فعال می باشد . شما میتوانید یک عیب که به وسیله پالس انتقال جلوگیری شده است را پیدا کنید . زمان جلوگیری این مدار حدود ۵/۱ میلی ثانیه است . چنانچه  این زمان کوتاه تر شود امکان وقوع عیب وجود دارد .
برخی سیگنال های انعکاسی ضعیف ممکن است دریافت شوند تا این که پالس برگشتی اصلی دریافت گردد. از آنجا که ولتاژ آستانه آشکار ساز سیگنال IC2 به طور مؤثری کار میکند ، این سیگنال های ضعیف آشکار نمی شوند . سیگنال نقطه (۳) هنگام آشکار شدن یک پالس برگشتی از صفر به یک تغییر می کند این سیگنال به وسیله ی ویژگی واقع نگار(capture )  PIC آشکار شده و زمان انتشار سیگنال مافوق صوت اندازه گیری می شود .
•    محدوده اندازه گیری
زمان انتقال موج مافوق صوت این مدار ۵/۰ میلی ثانیه است. بنابراین مدار نمیتواند فاصله های دور را اندازه گیری کند .

کوتاه ترین فاصله : cm 29
این فاصله به وسیله زمان جلوگیری از یک اثر به وسیله ی پالس انتقال انتخاب می شود . هنگام اندازه گیری یک  فاصله ی دور ، زمان ارسال پالس انتقال باید طولانی شود . بدین منظور باید زمان جلوگیری طولانی شود. در نتیجه زمان اندازه گیری فاصله های کوتاه طولانی می گردد.
بیشترین فاصله :  m  6/3
این فاصله به وسیله ی طول پالس انتقال انتخاب می شود . انرژی مافوق صوت با طولانی شدن پالس انتقال افزایش می یابد و در نتیجه اندازه گیری فاصله دورتر ممکن میشود . اما همان طور که در بخش کوتاه ترین فاصله مورد اشاره قرار گرفت ،زمان اندازه گیری فاصله های کوتاه طولانی می گردد.
به هنگام اندازه گیری فاصله های دور میتوان نرم افزار را بدون تغییر سخت افزار تغییر داد. التبه در این حالت بهتر است از یک بوق صوتی برای متحرک کردن امواج مافوق صوت استفاده شود .
•      ویژگی تنظیم دما
بدین منظور اندازه گیری برای فاصله یک متر مطابق شکل (۱۲) در نظر گرفته شده است .

دمای محیط برای نمایش ۱.۰۰    نمایشگر    وضعیت پیچ تنظیم
 
۰.۹۸    کاملاً به طرف راست
 
۱.۱۱    کاملاً به طرف چپ

دما برای نمایش ۱.۰۰ یک مقدار برآورد می باشد. در این دستگاه ، تنظیم کردن با مقدار تنظیم خیلی ریز امکان پذیر نمی باشد.آن ۸ مرحله دارد و یک مقدار مبنا می باشد.برای تغییرمحدوده ی تنظیم ، تغییر نرم افزار به وسیله ی مقدار تبدیل مبدل A/D ضروری میباشد.

•    نرم افزار مربوط به این پروژه در CD پیوست کتاب آمده است .
نقشه ی فیبر مدار چاپی فاصله سنج مافوق صوت در شکل (۱۳) نشان داده شده است .
قسمت های گوناگون سخت افزار فاصله سنج مافوق صوت
•    حس گر مافوق صوت ((sensor
در این پروژه از حس گر مافوق صوت برای هوا که به وسیله ی شرکت Nippon ceramic ساخته شده ، استفاده گردیده است . این حس گر به دونوع تقسیم شده است . یکی برای بخش فرستنده ( T40 – 16 ) و دیگری برای بخش گیرنده ( R40 – 16 )  در نظر گرفته میشود . حرف T نشانگر فرستنده ( Transmitter) و حرف R نشان گیرنده (Receiver) می باشد . عددد ۴۰ نشانگر فرکانس تشدید مافوق صوت (۴۰ KHz) و عدد۱۶ نشانگر قطر حس گر میباشد. از آنجا که یکی از پایه های حس گر به بدنه ی آن وصل است، به هنگام زمین کردن آن ، پایه طرف بدنه ، پایه مورد استفاده قرار می گیرد .

شکل ۱۲

(شکل ۱۳)   نقشه فیبر مدار چاپی فاصله سنج مافوق صوت ( تذکر : نقشه ی مدار چاپی دارای اندازه واقعی نمی باشد )

مشخصه حس گر مافوق صوت در زیر به طور خلاصه نشان داده شده است .
 
•    تقویت کننده ی عملیاتی کم نویز ( LM833N )
این تقویت کننده ی عملیاتی کم نویز برای تقویت سیگنال مافوق صوت دریافتی به کار میرود. از نوع کم نویز تقویت کننده ی عملیاتی باید استفاده شود ، زیرا حدود dB 60
( ۱۰۰۰ برابر ) تقویت انجام میدهد.

•    تقویت کننده ی عملیاتی کم توان ( LM358)
این تراشه تقویت کننده ی عملیاتی از نوع تک منبع تغذیه می باشد و برای آشکار سازی سیگنال دریافتی به کار می رود . از مقایسه گر نیز می توان استفاده کرد .
 
•    دریچه های NAND (  4011B )
دارای چهار دریچه ی NAND دو ورودی می باشد . از آن برای ساختن فیلیپ فلاپ SR – FF و نگهداری شرایط آشکار سازی ما فوق صوت استفاده می شود .

                                                   شکل ۲۰

•    معکوس کننده ( ۴۰۶۹ B )
یک تراشه CMOS است که دارای ۶ معکوس کننده ( دریچه NOT ) می باشد . در مدار فرستنده برای تحریک حس گر مافوق صوت به کار می رود .

•    تراشه تثبیت کنندهی ۳ پایه ی V  5 + ( 7805)

این تراشه برای ایجاد تغذیه پایدار V  5 + به کار می رود . حداکثر جریان خروجی آن برابر A 1 است .

                                                شکل ۲۱

•    تراشه تثبیت کننده ی ۳ پایه ی V  9 + (78 Lo 9 )
ولتاژ ثابت V 9 + از ورودی V 12 + به وسیله ی این تراشه ایجاد می شود . حداکثر جریان خروجی آن mA 100 است .
                                      شکل ۲۲                         

•    ترانزیستور راه انداز فرستنده ( ۲sc1815 )
این ترانزیستور برای تحریک معکوس کننده C-MOS که با ولتاژ V 9   کار میکند و به خروجی PIC وصل است ، به کار می رود . خروجی PIC از ۰ تا V 5 می باشد . این ترانزیستور آن را به ۰ تا V 9 برای تحریک معکوس کننده تبدیل میکند.
                                                                                      شکل ۲۳ 

•    ترانزیستور کنترل (۲SA1015) LED
این ترانزیستور برای کنترل نمایشگر ۷ قسمتی LED به کار می رود . از نوع PNP برای کنترل آند LED ها استفاده شده است .

                                          شکل ۲۴

•    دیود مسدود کننده ی شاتکی ( ۱SS106 )
این دیود ها برای آشکار سازی سیگنال مافوق صوت دریافتی به کار می روند . فرکانس مافوق صوت برابر ۴۰ KHz است ، بنابراین دیود با مشخصه ی فرکانس خوب مورد استفاده قرار میگیرد.

    شکل ۲۵

•    نمایشگر ۷ قسمتی LED
از نوع ۱۱۹۹ – SL که به وسیله ی شرکت Sanyo Electric ژاپن ساخته شده استفاده گردیده است . دارای ارتقاع ۱۸/۸ mm ، پهنای ۱۲cmm و قطر ۸mm می باشد .

شکل ۲۶

•    پایه ی نصب نمایشگر ۷ قسمتی
چنانچه مدار داخل جعبه قرار گیرد از این پایه برای نصب نمایشگرها استفاده می شود . پایه از جنس آکریلیک و با ضخامت ۱۲mm است . دارای ارتفاع  11mm ، پهنای ۴۰mm و قطر ۱۳mm میباشد .

شکل ۲۷

•    پایه نگهدارنده از خم کردن آکریلیک مطابق شکل (۲۸) ساخته خواهد شد .
                     
         شکل  28

•    سوکت
میکروکنترلر PIC 16F873 یک تراشه ۲۸ پایه نوع slim می باشد . چنانچه سوکت ۲۸ پایه ی نوع slim در دسترس نبود ، می توان از دو سوکت ۱۴ پایه استفاده کرد .

                شکل ۲۹

•    کریستال
از یک کریستال ۴MHZ استفاده شده است . در این پروژه مقدار زمان سنج مهم است و نمیتوان از فرکانسی غیر از ۴ MHz استفاده کرد .

شکل ۳۰

•    مقاومت متغیر برای نمایش بادوام نمیشگرها
از نوع B در این پروژه استفاده شده است .

شکل ۳۱

•    مقاومت
همه ی مقاومت ها   وات هستند .

شکل ۳۲

•    خازن سرامیکی
از خازن های سرامیکی نوع صفحه ای استفاده شده است . زیرا مشخصه ی فرکانس بالای خوبی دارند . از آنها به عنوان خازن کوپلاژ برای تقویت کننده ی مافوق صوت استفاده شده است که سیگنال AC را عبور می دهند و سیگنال DC را حذف می کنند .

شکل ۳۲

•    خازن سرامیکی چند لایه
این خازن ها  برای حذف نویز فرکانس بالای ورودی و خروجی منبع تغذیه به کار می روند.

شکل ۳۴

•    خازن الکترولیت
از این خازن برای حذف ریپل منبع تغذیه استفاده می شود . این خازن پلاریته داراست و به هنگام نصب مراقب باشید که پلاریته ی آن اشتباه نشود .

شکل ۳۵

•    فیبر مدار چاپی
از فیبر مدار چاپی با ۳۰* ۲۵ سوراخ استفاده شده است .

         شکل ۳۶

•    پایه های سیم بندی
این پایه ها برای اتصال سیم های منبع تغذیه و مقاومت متغیر مربوط به نمایش بادوام نمایشگرها استفاده می شود .

شکل ۳۷

•    پیچ میله ای
برای نصب تجهیزات بر روی بدنه به کار می روند .

شکل ۳۸

بررسی نرم افزار
این فاصله سنج ، موج برگشتی از شیء را پس از ارسال یک پالس مافوق صوت آشکار میکند. با اندازه گیری زمان برگشت از لحظه ی انتشار موج صوتی ، فاصله ی شی اندازه گیری میشود . 
عملیات نشان داده شده در شکل صفحه بعد به تکرار اجرا می شود . پردازش نمایشگر LED نیز موازی با این عملیات اجرا می گردد .

 
•    تعریف بر چسب

****  Lable Definition**********************************
 Cblock        h"20"
S_count                                                   Send-out pulse count adr

End c

از رهنمود ( دایرکتیو ) CBLOCK برای تعریف حوزه ی کار استفاده شده است . هنگام استفاده از این رهنمود ، حوزه های کار که بین CBLOCK و ENDC تعریف می شوند به طور خودکار از آدرسی که به وسیله عملوند   CBLOCK تعیین می شود به ترتیب تخصیص داده می شوند . این کار بسیا ر خوب است زیرا امکان جلوگیری از تخصیص دوگانه به یک حوزه را فراهم می سازد . برای تأیید یک آدرس تخصیصی ، شما آن را با نتایج اسمبلی می توایند تأیید کنید .
داده ی قسمت های نمایشگر هفت قسمتی که باید روشن شوند به وسیله ی EQU تعیین میشود.
داده ی ۰ تا ۹ برای نمایشگر دیجیتال به کار می رود . البته داده ی دهم برای آشکار سازی بنمایش خطا مورد استفاده قرار میگیرد . در ابتدا تنها  قسمت ( segment) وسطی را روشن می کردم . اما بعداً برای جلوگیری از خطا همه ی قسمت ها را خاموش می نمایم .
داده یازدهم  برای نمایش خطای وقفه به کار می رود . این داده برای اشکال زدایی به کار میرود.

برای رهنمود های INCLUDE , LIST  و شروع برنامه به پروژه ی کنترل کننده ی نور
( پروژه ی شماره ی ۳۳ کتاب مراجعه کنید .) مشخصه های زیر برای کلمه ی پیکر بندی   انجام میشود .
Oscillator          : HS
Watchdog         : OFF
Timer       
Power – up Timer : enabled
Low Voltage      : OFF
ICSP                   ( RB3 can not be used for the input / output port when not making this OFF ).
نتیجه برابر  3G72h
•    فرایند آماده سازی
;**************** Initial Process **************
•    آماده سازی درگاه
از آنجا که درگاه RAO/ANO برای ورود مبدل A/D به کار می رود ، به عنوان ورودی تنظیم می شود . درگاه های دیگر A به عنوان خروجی تعریف می شوند . همه ی درگاه های B به عنوان خروجی تعریف می شوند زیرا برای کنترل قسمت های LED به کار می روند.
پایه ی RC2/CCP1 از درگاه C در حالت ورودی تنظیم می شود زیرا برای ورودی واقع نگار به کار می رود .
•    آماده سازی زمان سنج دوره ی ارسال   مافوق صوت ( TMRO )
دوره ارسال مافوق صوت به وسیله ی زمان سنج timer 0 کنترل می شود . زیرا timer0 یک زمان سنج ۸ بیتی است که می تواند تا ۲۵۶ را بشمارد . با وجود این با تنظیم مضرب (Prescaler) در ۲۵۶ می تواند تا ۶۵۵۳۵ شمارش نماید (۲۵۶*۲۵۶=۶۵۵۳۵ )  . از آنجا که در این پروژه از فرکانس ۴MHz استفاده شده شده است ، یک شمارش برابر یک میکروثانیه خواهد شد .
 
بنابراین مهلت زمانی زمان سنج timer0 حدود ۶۵ میلی ثانیه است .

•    آماده سازی حالت واقع نگار ( capture mode initialization ) 
زمان سنج  1Timer برای واقع نگار به کار می رود . زمان سنج Timer1 آماده سازی میشود. هنگام آماده سازی برنامه CCp1 را برای جلوگیری از اشکال ، OFF میکند .
•    آماده سازی مبدل A/D
کانال ۰ به عنوان ورودی مبدل آنالوگ به دیجیتال به کار می رود . از آنجا که ساعت به کار رفته دراین پروژه ۴MHz است ،   برای سیکل ساعت تبدیل A/D تنظیم می شود . چون از وزن مرتبه بالاتر خروجی مبدل A/D استفاده می شود ، ذخیره ی خروجی مبدل به صورت تنظیم از راست انجام می گردد . ( ADFM = 0) . از آنجا که درگاه A برای خروج مشخصه های رقمی LED به کار می رود ، همه ی درگاه ها بجز RAO/ANO مشخصه های دیجیتال میسازند .
•    آماده سازی زمان سنج دوره ی نمایشگر LED ( TMR 2)
داده ی نمایشگر برای نمایشگر LED هفت قسمتی در حوزه ی تنظیم می شود . مقدار اولیه نمایشگر ، رمز خطا ( the erro code) می باشد . مهلت زمانی زمان سنج timer2 حدود ۱۰میلی ثانیه است . بیت های فعال کنندهی وقفه از واقع نگار و timer 2 یک میشوند .
•    آماده سازی وقفه ( Interruption initialization )
وقفه ی timer 0 ، وقفه وسیله ی جانبی و وقفه ی سراسری را ممکن می سازد . وقفه ی واقع نگار و وقفه ی timer2 هنگامی که وقفه ی وسیله ی جانبی ممکن نشود ، رخ نخواهد داد. با این فرآیند ، عملکرد وقفه شروع می شود .

•    فرآیند وقفه
;*************  Interruption process *************
وقفه ی واقع نگار ، وقفه ی timer2 ، وقفه ی timer0 مورد آزمایش قرار می گیرند. نوع وقفه به وسیله ی هر پرچم وقفه تشخیص داده می شود . پس از آن به فرآیند وقفه متناظر پرش خواهد شد . هنگامی که نوع وقفه نشانده نشود ، پردازش متوقف خواهد شد. برای تأیید وقفه ی غیر مجاز با مدار واقعی ، یک شبیه ساز داخل مدار  مورد نیاز می باشد. یک روش reset کردن وجود دارد ، اما اصلاح نمی شود زیرا حتی اگر reset شود ، همان کار را انجام می دهد .
یک بیت فعال کننده ی سراسری  ( GIE  bit )  وقتی که وقفه رخ می دهد به طورد خودکار پاک می شود . بنابراین هنگام پردازش یک وقفه ی دیگر رخ نمی دهد .

•    فرآیند وقفه ی غیر مجاز
Illegal  interruption  *******************;
یک خطای وقفه را در نمایشگر به هنگام رخ دادن وقفه ی غیر مجاز نشان میدهد . این فرآیند برای اشکال زدایی به کار میرود. و با آزمایش های دیگر نیز قابل کاربرد است .
•    فرآیند پایان وقفه
  Process  ************** ;************ End of  Interruption
در نرم افزار این پروژه ، همه ی فرآیند ها به جز فرآیند آماده سازی به وسیله ی وقفه انجام میشود . ثبات های عمومی  ( ثبات  W ، ثبات  و ضعیف ) در فرآیند وقفه  ( فرآیند اصلی) به کار نمی روند . بنابراین فرآیند ذخیره سازی و دوباره ذخیره سازی برای آنها مورد نیاز نیست . در فرآیند پایان وقفه ، بیت GIE به وسیله ی دستور RETFIE یک می شود تا ساختار وقفه فعال گردد .

•    فرآیند ارسال پالس مافوق صوت
;************** Pulse send – out  Process ****************
 در فرآیند ارسال پالس ، فرآیند های زیر انجام می شود .
•    پاک شدن نمایشگر وقفه
پرچم وقفه ی TMR0 پاک می شود . اگر این پرچم پاک نشود ، پس از پایان فرآیند وقفه ، بدون انتظار برای مهلت زمانی معمول ، دوباره وقفه رخ خواهد داد. برای اطمینان از این موضوع ، در این پروژه حوزه ی شمارش   timer0 پاک شده است.
•    آزمایش خطای آشکار سازی
هنگامی که آشکار سازی موج برگشتی از آخرین پالس ارسالی تا پالس ارسالی در این لحظه، انجام نمی گردد ، بدین معناست که اندازه گیری امکان پذیر نمی باشد و نمایشگر خاموش میگردد. داده ی قبلی در شرایط غیر ممکن بودن اندازه گیری نشان داده می شود که در نتیجه باعث بروز خطا در اندازه گیری خواهد شد . با اجرای این فرآیند عیب بالا برطرف میگردد.
•    توقف آشکار ساز موج برگشتی
بلافاصله پس از ارسال پالس مافوق صوت ، اثر آن در مدار گیرنده ظاهر می شود و امکان ایجاد خطا در آشکار سازی را فراهم می سازد . برای جلوگیری از این امر ، عملکرد آشکار ساز موج برگشتی متوقف می شود. درگاه RA4  از نوع باز ( Open type ) است و به یک مقاومت خارجی نیاز دارد . بنابراین از درگاه RA5 استفاده شده است …