高精度超聲波測量距離系統的設計與實現

　　超聲波發射電路一般由超聲波反射器T、40kHz的超音頻振蕩器、驅動（或激勵）電路等組成，本設計利用門電路產生40kHz的超聲波，組成的超聲波發射電路見圖2。

　　圖中，與非門74LS00和LM386組成超聲波發射電路，用74LS00構成多諧振蕩器，通過調節20k的電位器，可產生超聲波發射的40kHz信號，其中U3A為驅動器，電路振蕩頻率f≈1/2.2RC，單片機的控制信號由U2A輸入。為增大超聲波的發射頻率，本設計利用了單運放LM386，發射距離可達4m。

超聲波的接收電路

　　超聲波接收電路如圖3所示。接收頭采用與發射頭配對的超聲波接收器R，將超聲波調制脈沖變為交變電壓信號。為了進行信號的整形，在設計中的CMOS電平的6非門芯片CD4069，可以減少電路的復雜程度，提高電路的帶負載能力。整形后的信號由C1耦合給帶有鎖定環的音頻譯碼集成塊LM567的輸入端3腳，當輸入信號的幅度落在其中心頻率上時，LM567的邏輯輸出端8腳由高電平躍變為低電平。

DS18B20溫度補償電路

　　根據上文中式（2）可知，溫度對聲速的影響較大，若不進行補償，將會帶來測量誤差，為了提高系統的測量精度，設計了溫度補償電路。系統采用數字溫度傳感器DS18B20來采集溫度，DS18B20是美國DALLAS公司生產的1-wire總線串行數字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、抗干擾能力強、易于與微處理器接口等優點，適合于各種溫度測控系統。它的測量溫度范圍為-55℃~+125℃，精度可達0.0675℃，最大轉換時間為200ms。