基于STM32單片機(jī)的高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、超聲波測(cè)距是一種典型的非接觸測(cè)量方式，應(yīng)用非常廣泛。
　　 本文提出了一種基于STM32單片機(jī)的高精度超聲波測(cè)距方案。與傳統(tǒng)單片機(jī)相比，STM32的主頻和定時(shí)器的頻率可以通過(guò)PLL倍頻高達(dá)72MHz，高分辨率的定時(shí)器為高精度的測(cè)量提供了保證。超聲波的發(fā)射使用定時(shí)器的PWM功能來(lái)驅(qū)動(dòng)，回波信號(hào)的接收使用定時(shí)器的輸入捕獲功能，開始測(cè)距時(shí)，定時(shí)器的開啟將同時(shí)啟動(dòng)PWM和輸入捕獲，完全消除了啟動(dòng)發(fā)射和啟動(dòng)計(jì)時(shí)之間的偏差，提高了測(cè)量精度。

2、為使回波信號(hào)趨于穩(wěn)定，設(shè)計(jì)了時(shí)間增益補(bǔ)償電路(TGC)，在等待回波的過(guò)程中隨著時(shí)間的推移需要將放大器的增益值不斷增大，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取不同距離需要設(shè)置的增益值，對(duì)應(yīng)不同時(shí)間需要設(shè)置數(shù)字電位器的增量，并將該參數(shù)固化在單片機(jī)的FALSH中，在測(cè)距過(guò)程中，根據(jù)時(shí)間查詢電位器增量表改變電位器阻值，實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)的時(shí)間補(bǔ)償，提高了測(cè)量的精度。為了在減小盲區(qū)的同時(shí)而不減小測(cè)量范圍，設(shè)計(jì)了雙比較器整形電路分別處理近、遠(yuǎn)距離的回波信號(hào)，近距離比較器可以有效屏

3、蔽超聲波衍射信號(hào)從而減小了測(cè)量盲區(qū)。傳統(tǒng)的峰值檢測(cè)方法大多通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)較復(fù)雜，穩(wěn)定性差。本文通過(guò)軟件算法對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行峰值時(shí)間檢測(cè)。不僅簡(jiǎn)化了電路，降低了成本，而且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定度。經(jīng)研究表明，該系統(tǒng)測(cè)量精度達(dá)到了1mm，盲區(qū)低至3cm，量程可達(dá)500cm。
　　 本系統(tǒng)在近距離測(cè)試時(shí)，系統(tǒng)的精度較理想，可作為停車時(shí)的倒車?yán)走_(dá)使用，也可以用于液面檢測(cè)（油箱液位），還可以用于自動(dòng)門感應(yīng)，機(jī)器人視覺(jué)識(shí)別等。如果多使用幾個(gè)