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【摘 要】超声波是频率高于20KHz的声波,在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大.由于超声波频率很高,功率大,所以与一般的声波相比不容易损耗.超声波在传播时,方向性强,穿透能力强,易于获得较集中的声能,能量易于集中.可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等.在医学、军事、工业、农业上有很多的应用.运用在测距上,准确,方便.超声波受环境干扰小,不会因为光照、温度改变而受影响,测距较准确,可准确的感知飞机与地面距离.将超声波测距技术和单片机结合起来,可实现对飞行高度的测量而自动控制起落架的打开和收回.
【关 键 词】超声波；起落架；测距
1.简介航空飞行器
1.1航空飞行器起落架现状
目前航空飞行器上的起落架有三种情况,第一种是没有起落架,比如滑翔机；第二种是固定的起落架,航模上大多数起落架就是这种不可收放的；第三种是可以收放的起落架,载人飞行器便是典型代表,这种起落架可以收放,但需要人来控制.在航空航天的领域,起落架对于飞机而言,有很重要的意义.起落架能够承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；因此它的工作性能的好坏,直接影响着飞机的起飞、着陆性能和安全.
1.2自动起落架的意义
由于目前航模上的不可收放起落架,影响外观,在高速飞行时,增加飞行阻力,这时,暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能；而另一种可以收放的起落架,也是需要人来手动控制的,当飞机降落遇到突发情况时没人控制的话就不会打开起落架,从而造成事故.所以,如果能够制作出一种通过单片机控制的自动收放的起落架,那么无论是运用于航空模型上还是真实的运用于小型飞机中,都可以大大降低危险事故发生可能性,保证飞行安全.
1.3特色及创新性
一种新的收放控制方式,利用超声波测距原理技术,超声波受环境干扰小,不会因为光照等环境因素改变而受影响,测距较准确.运用单片机为核心的自动收放系统可以实现起落架收放的自动化,该系统成本低廉,运行可靠,方便扩展.灵活的供电方式,既可接2-6S锂电,也可直接利用接收机供电整个系统电路板体积小巧,节能,全部采用贴片元件,体积为33mm×35mm,主控芯片能耗低成本低廉,制作简单.制作简单,成本低廉,所有元件不超过20个.可控制多路舵机,便于扩展,如结合襟翼、副翼等,实现襟翼、副翼的自动控制等.与单片机结合,可方便增加其他功能,如安全距离报警,定高等.
由于超声波模块的测距高度有一定限制,再加上测距的角度为15°,因此理论计算出我们的超声波模适于飞行速度在240.48km/h以内的模型飞机.
2.航空飞行器的硬件结构
2.1机械结构
机械结构自动起落架包括三部分：超声波测距模块、控制板、起落架.整个系统的执行机构便是起落架这个机械机构,起落架采用成品的可收放起落架加装两个舵机带动.将起落架和舵机安装在合适的位置,让起落架的轮子可自由缩放便可.
2.2硬件电路
有了起落架这个机械结构,当然还得有相应的控制电路才能实现起落架的自动收放.小于这个安全距离则改变PWM占空比,控制舵机打开起落架,否则收起起落架.
3.航空飞行器的软件部分
3.1软件部分相关介绍
功能：超声波测距距离控制舵机角度
硬件：超声波起落架控制板ATmeag88MHZ
接口：超声波发射TrigPB1,接收EchoPB0
舵机接PC2、PC3、P、PC5
3.2程序
#include
#include
#definedistance50
//安全值
#definePWM_ODDRC|等于（1<<2）
//设为输出
#definePWM_HPORTC|等于（1<<2）
//输出高
#definePWM_LPORTC&等于～（1<<2）//输出低
#definePWM1_ODDRC|等于（1<<3）
//设为输出
#definePWM1_HPORTC|等于（1<<3）
//输出高
#definePWM1_LPORTC&等于～（1<<3）//输出低
#definePWM2_ODDRC|等于（1<<4）
//设为输出
#definePWM2_HPORTC|等于（1<<4）
//输出高
#definePWM2_LPORTC&等于～（1<<4）//输出低
#definePWM3_ODDRC|等于（1<<5）
//设为输出
#definePWM3_HPORTC|等于（1<<5）
//输出高
#definePWM3_LPORTC&等于～（1<<5）//输出低
#defineTrig_ODDRB|等于（1<<1）
//发送端输出
#defineEcho_IDDRB&等于～（1<<0）//接收端输入
#defineTrig_HPORTB|等于（1<<1）
//输出高电平
#defineTrig_LPORTB&等于～（1<<1）
//输出低电平
unsignedcharT等于80；
//周期值
unsignedcharP等于6；
//占空值,6：90°；4：45°；8：135°
unsignedcharcishu；//
0.25us溢出次数
unsignedinth,l；
//16位定时器值高位低位
unsignedinttime；
//计数值
10
10
floatrange；
//距离值
unsignedcharflag；
//上升沿/下降沿标志位
voiddelay_us（unsignedintx）
//微秒延时
{
while（x--）
{
a（"nop"）；
a（"nop"）；
a（"nop"）；
a（"nop"）；
a（"nop"）；
a（"nop"）；
a（"nop"）；
a（"nop"）；
}
}
voiddelay_ms（unsignedinttime）
//毫秒延时
{
while（time--）
{
delay_us（500）；
}
}
voidTimer1_init（void）