詳解超聲波測(cè)距系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)

　　信號(hào)變換電路

　　在發(fā)送端發(fā)送超聲波信號(hào)時(shí)，P1．2輸出高電平，經(jīng)過(guò)反相器后，變?yōu)榈碗娖郊拥接|發(fā)器的R 端，因?yàn)闆](méi)收到反射信號(hào)之前，電壓比較器輸出為高電平，所以基本RS 觸發(fā)器的輸入分別為，R=O，S=l，為0態(tài)，即Q=0，Q=1，Q 的信號(hào)加到單片機(jī)的中斷輸入端，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的中斷為下降沿觸發(fā)，輸入為高電平，不產(chǎn)生中斷。當(dāng)發(fā)送完畢時(shí)，P1．2輸出低電平，經(jīng)反相器，變?yōu)楦唠娖剿偷接|發(fā)器的R 端，沒(méi)有收到反射回的信號(hào)時(shí)，電壓比較器輸出仍為高電平，所以基本RS 觸發(fā)器的R=“1”，S=1，為保持狀態(tài)，即Q=1，Q=0，也不產(chǎn)生中斷。當(dāng)接收到反射回的信號(hào)時(shí)，電壓比較器輸出低電平，因此，基本RS 觸發(fā)器的輸入端R=“1”，S=0，觸發(fā)器工作在0態(tài)，即Q=O，Q=1。單片機(jī)的中斷輸入端的電平由高電平變?yōu)榈碗娖?，從而使單片機(jī)產(chǎn)生中斷。

　　單片機(jī)的外圍電路圖如圖7所示，顯示電路由單片機(jī)控制七段數(shù)碼管進(jìn)行顯示，采用數(shù)字溫度傳感器DS18820對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)超聲波的傳播速度進(jìn)行溫度補(bǔ)償，提高測(cè)量精度。兩個(gè)按鍵用于控制測(cè)量的開(kāi)始與停止以及距離與溫度顯示的切換。

　　本系統(tǒng)由于發(fā)射功率和超聲波發(fā)射探頭的原因，測(cè)量距離在10cm 到500cm 之間，在近距離測(cè)量和遠(yuǎn)距離測(cè)量時(shí)存在誤差較大，在50cm 和200cm 之間測(cè)量時(shí)精度最好，誤差不大于1cm。在本設(shè)計(jì)中由于超聲波發(fā)射周期為10個(gè)25μs 的方波，因此發(fā)射時(shí)間為T(mén)=250μs，已知常溫下聲速C 為340m／s，可知S=CT／2=250μs／2=8．5cm，因此確認(rèn)測(cè)距盲區(qū)為9cm。即當(dāng)測(cè)量距離小于9cm 時(shí)不能正確測(cè)量。