數顯超聲波測距儀的設計實(shí)現

　　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，該系統采用了變閾值鑒幅固定補償法：

　?。?）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，并同時(shí)設置檢測窗口；

　?。?）計數檢測窗口內的鑒別回波格式n（鑒別回波=窗口內鑒別回波數+1）個(gè)；

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

　　補償修正公式：

　　可見(jiàn)，不同的At對應不同，作為先驗數據先通過(guò)實(shí)際測試、觀(guān)察得到，建立補償值表存在存儲器中。

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

　　提高了檢測信號的S／N比，從而提高了超身波測距的精度和范圍。

　　4 超聲波測距系統的軟件設計

　　AT89C51單片機和其開(kāi)發(fā)應用系統具有語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、可移植性好、表達能力強、表達方式靈活、可進(jìn)行結構化設計、可以直接控制計算機硬件、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單片機開(kāi)發(fā)設計的。它采用模塊化設計，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 結論

　　對固定材料、結構的超聲波傳感器，其檢測波特性不變，即再發(fā)射傳感在同一激勵電壓源作用下發(fā)射超身波，其反射波的波形變化規律，不會(huì )因為對象物類(lèi)型，距離的改變而變化，只是波幅不同而已。故該系統采用了變閾值鑒幅固定補償法，減小了誤差，從而提高了測距精度。該系統發(fā)射脈沖電壓為20V，對平面物體做了多次測量發(fā)現，測距范圍為10m，測距精度為0.2％?？梢?jiàn)基于單片機設計的超聲波測距系統具有硬件結構簡(jiǎn)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)機器人，還可用在其它檢測系統中。