超聲波測距系統(tǒng)的設計

電壓比較器的輸出信號送到基本RS觸發(fā)器用于產(chǎn)生單片機所需的中斷信號。基本RS觸發(fā)器由與非門組成，同時由單片機進行控制，如圖6所示。在發(fā)送端發(fā)送超聲波信號時，P1．2輸出高電平，經(jīng)過反相器后，變?yōu)榈碗娖郊拥接|發(fā)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(fā)器的輸入分別為，R=O，S=l，為0態(tài)，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(fā)，輸入為高電平，不產(chǎn)生中斷。當發(fā)送完畢時，P1．2輸出低電平，經(jīng)反相器，變?yōu)楦唠娖剿偷接|發(fā)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(fā)器的R=1，S=1，為保持狀態(tài)，即Q=1，Q=0，也不產(chǎn)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(fā)器的輸入端R=1，S=0，觸發(fā)器工作在0態(tài)，即Q=O，Q=1。單片機的中斷輸入端的電平由高電平變?yōu)榈碗娖?，從而使單片機產(chǎn)生中斷。

3 單片機外圍電路原理圖
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(shù)碼管進行顯示，采用數(shù)字溫度傳感器DS18820對環(huán)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。

4 軟件設計
軟件設計包括三個部分，主程序，定時中斷程序和外部中斷程序，流程圖如圖7所示。

5 結論
本系統(tǒng)由于發(fā)射功率和超聲波發(fā)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(fā)射周期為10個25μs的方波，因此發(fā)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(qū)為9cm。即當測量距離小于9cm時不能正確測量。