詳解超聲波測距系統電路的設計

　　信號變換電路

　　在發送端發送超聲波信號時，P1．2輸出高電平，經過反相器后，變為低電平加到觸發器的R 端，因為沒收到反射信號之前，電壓比較器輸出為高電平，所以基本RS 觸發器的輸入分別為，R=O，S=l，為0態，即Q=0，Q=1，Q 的信號加到單片機的中斷輸入端，因為單片機的中斷為下降沿觸發，輸入為高電平，不產生中斷。當發送完畢時，P1．2輸出低電平，經反相器，變為高電平送到觸發器的R 端，沒有收到反射回的信號時，電壓比較器輸出仍為高電平，所以基本RS 觸發器的R=“1”，S=1，為保持狀態，即Q=1，Q=0，也不產生中斷。當接收到反射回的信號時，電壓比較器輸出低電平，因此，基本RS 觸發器的輸入端R=“1”，S=0，觸發器工作在0態，即Q=O，Q=1。單片機的中斷輸入端的電平由高電平變為低電平，從而使單片機產生中斷。

　　單片機的外圍電路圖如圖7所示，顯示電路由單片機控制七段數碼管進行顯示，采用數字溫度傳感器DS18820對環境溫度進行檢測，從而對超聲波的傳播速度進行溫度補償，提高測量精度。兩個按鍵用于控制測量的開始與停止以及距離與溫度顯示的切換。

　　本系統由于發射功率和超聲波發射探頭的原因，測量距離在10cm 到500cm 之間，在近距離測量和遠距離測量時存在誤差較大，在50cm 和200cm 之間測量時精度最好，誤差不大于1cm。在本設計中由于超聲波發射周期為10個25μs 的方波，因此發射時間為T=250μs，已知常溫下聲速C 為340m／s，可知S=CT／2=250μs／2=8．5cm，因此確認測距盲區為9cm。即當測量距離小于9cm 時不能正確測量。