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

1、超聲波測距是一種典型的非接觸測量方式，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PLL倍頻高達(dá)72MHz，高分辨率的定時(shí)器為高精度的測量提供了保證。超聲波的發(fā)射使用定時(shí)器的PWM功能來驅(qū)動，回波信號的接收使用定時(shí)器的輸入捕獲功能，開始測距時(shí)，定時(shí)器的開啟將同時(shí)啟動PWM和輸入捕獲，完全消除了啟動發(fā)射和啟動計(jì)時(shí)之間的偏差，提高了測量精度。

2、為使回波信號趨于穩(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，通過實(shí)驗(yàn)獲取不同距離需要設(shè)置的增益值，對應(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，在測距過程中，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)回波信號的時(shí)間補(bǔ)償，提高了測量的精度。為了在減小盲區(qū)的同時(shí)而不減小測量范圍，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，近距離比較器可以有效屏

3、蔽超聲波衍射信號從而減小了測量盲區(qū)。傳統(tǒng)的峰值檢測方法大多通過硬件電路實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)較復(fù)雜，穩(wěn)定性差。本文通過軟件算法對回波信號進(jìn)行峰值時(shí)間檢測。不僅簡化了電路，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（油箱液位），還可以用于自動門感應(yīng)，機(jī)器人視覺識別等。如果多使用幾個(gè)