基于STM32單片機的高精度超聲波測距系統(tǒng)的設計.pdf

1、超聲波測距是一種典型的非接觸測量方式，應用非常廣泛。
　　 本文提出了一種基于STM32單片機的高精度超聲波測距方案。與傳統(tǒng)單片機相比，STM32的主頻和定時器的頻率可以通過PLL倍頻高達72MHz，高分辨率的定時器為高精度的測量提供了保證。超聲波的發(fā)射使用定時器的PWM功能來驅動，回波信號的接收使用定時器的輸入捕獲功能，開始測距時，定時器的開啟將同時啟動PWM和輸入捕獲，完全消除了啟動發(fā)射和啟動計時之間的偏差，提高了測量精度。

2、為使回波信號趨于穩(wěn)定，設計了時間增益補償電路(TGC)，在等待回波的過程中隨著時間的推移需要將放大器的增益值不斷增大，通過實驗獲取不同距離需要設置的增益值，對應不同時間需要設置數字電位器的增量，并將該參數固化在單片機的FALSH中，在測距過程中，根據時間查詢電位器增量表改變電位器阻值，實現(xiàn)回波信號的時間補償，提高了測量的精度。為了在減小盲區(qū)的同時而不減小測量范圍，設計了雙比較器整形電路分別處理近、遠距離的回波信號，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現(xiàn)，設計較復雜，穩(wěn)定性差。本文通過軟件算法對回波信號進行峰值時間檢測。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。經研究表明，該系統(tǒng)測量精度達到了1mm，盲區(qū)低至3cm，量程可達500cm。
　　 本系統(tǒng)在近距離測試時，系統(tǒng)的精度較理想，可作為停車時的倒車雷達使用，也可以用于液面檢測（油箱液位），還可以用于自動門感應，機器人視覺識別等。如果多使用幾個