基于STM32的功率自適應(yīng)FSK高精度超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、超聲波測距廣泛應(yīng)用于液位檢測、機器人自動導(dǎo)航、車輛安全行駛輔助系統(tǒng)、海洋石油開發(fā)、醫(yī)學(xué)等非接觸距離測量領(lǐng)域。
　　傳統(tǒng)的超聲波測距方法是在測量超聲波傳播時間的基礎(chǔ)上而實現(xiàn)的。由于受到回波脈沖前沿檢測不準、傳播衰減、環(huán)境溫度、環(huán)境聲波噪聲等因素的影響，超聲波測距的精度僅限于毫米級。
　　通過對超聲波產(chǎn)生、傳播、接收等環(huán)節(jié)進行動力學(xué)分析，本文設(shè)計了一種基于STM32的功率自適應(yīng)FSK（頻移鍵控）高精度超聲波測距系統(tǒng)，在發(fā)射端產(chǎn)生

2、頻率由f1切換至f2的超聲波，通過測量接收信號相應(yīng)的變頻點實現(xiàn)超聲波測距。
　　為了消除接收點聲壓變化對于接收振子振動頻率切換時間的不確定性，實時控制超聲波發(fā)射器的發(fā)射功率，以保證接收點聲壓處于一個恒定值，將接收振子振動頻率頻率切換時間控制在一個固定值，從而克服了回波脈沖前沿檢測不準、傳播衰減等因素對超聲波測距精度的影響。
　　基于STM32的功率自適應(yīng)FSK超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計包括硬件和軟件兩個方面的設(shè)計。在硬件設(shè)計上，發(fā)射

3、端設(shè)計了信號發(fā)生器、功率自適應(yīng)放大器，接收端設(shè)計了放大整形電路、精密整流電路、雙限比較器電路，通過使用主頻高達72MHz的STM32控制芯片，利用其邏輯捕獲功能及DMA數(shù)據(jù)處理模式保證了接收信號周期的實時采集。
　　在軟件設(shè)計上，提出了一種高精度檢測頻率切換點的算法，根據(jù)STM32采集的周期信息，能有效地在周期漸變區(qū)域準確判斷頻率切換點的位置，從而實現(xiàn)高精度的渡越時間和距離的測量。
　　實驗表明，本系統(tǒng)測量的絕對誤差控制在0