數(shù)顯超聲波測距儀的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　不同形狀和位置的對象物，其回波波形大致，只是波幅不通。于是，該系統(tǒng)采用了變閾值鑒幅固定補(bǔ)償法：

　?。?）采用微處理器閉環(huán)控制自動(dòng)改變閾值；

　?。?）在超聲回波中鑒別其包絡(luò)峰附近少于6個(gè)波的第一個(gè)波，形成關(guān)閉定時(shí)器的觸發(fā)信號(hào)，并同時(shí)設(shè)置檢測窗口；

　?。?）計(jì)數(shù)檢測窗口內(nèi)的鑒別回波格式n（鑒別回波=窗口內(nèi)鑒別回波數(shù)+1）個(gè)；

　?。?）判斷n的大小，若n>5，則減小鑒別規(guī)定閾值，轉(zhuǎn)到（2）重新檢測。 若≤5，則從先驗(yàn)的固定補(bǔ)償值表中取出與n相對應(yīng)的補(bǔ)償值進(jìn)行修正一其鑒別回波提取及補(bǔ)償時(shí)間表示如圖3所示。

　　補(bǔ)償修正公式：

　　可見，不同的At對應(yīng)不同，作為先驗(yàn)數(shù)據(jù)先通過實(shí)際測試、觀察得到，建立補(bǔ)償值表存在存儲(chǔ)器中。

　　本超聲波測距系統(tǒng)的誤差主要由系統(tǒng)誤差、環(huán)境誤差、檢測誤差、定時(shí)時(shí)間誤差、補(bǔ)償時(shí)間誤差等組成。該系統(tǒng)采用變閉值固定補(bǔ)償法后，可以補(bǔ)償時(shí)間誤差較小。

　　提高了檢測信號(hào)的S／N比，從而提高了超身波測距的精度和范圍。

　　4 超聲波測距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

　　AT89C51單片機(jī)和其開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)具有語言簡潔、可移植性好、表達(dá)能力強(qiáng)、表達(dá)方式靈活、可進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、可以直接控制計(jì)算機(jī)硬件、生成代碼質(zhì)量高、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。超聲波測距儀就是用A F89C51單片機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)的。它采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、定時(shí)干程序、顯示子程序等模塊組成。在此給出主程序框框圖。如圖4所示。

　　5 結(jié)論

　　對固定材料、結(jié)構(gòu)的超聲波傳感器，其檢測波特性不變，即再發(fā)射傳感在同一激勵(lì)電壓源作用下發(fā)射超身波，其反射波的波形變化規(guī)律，不會(huì)因?yàn)閷ο笪镱愋停嚯x的改變而變化，只是波幅不同而已。故該系統(tǒng)采用了變閾值鑒幅固定補(bǔ)償法，減小了誤差，從而提高了測距精度。該系統(tǒng)發(fā)射脈沖電壓為20V，對平面物體做了多次測量發(fā)現(xiàn)，測距范圍為10m，測距精度為0.2％?？梢娀趩纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)的超聲波測距系統(tǒng)具有硬件結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、測量誤差小等特點(diǎn)。

　　因此，它不僅可用于移動(dòng)機(jī)器人，還可用在其它檢測系統(tǒng)中。