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单片机超声波测距

单片机超声波测距

超声波?接收子程序利?用外部中断¥O检-?测返?回超声波?,?一旦接收到返?回超声?波?信号(即IN≌T0引脚出现低∮电m平¥?),?立即?3进℉§入中断服务子程序,关闭定时器TO停?止计时,并将测距成?功标志位赋值1。如果当计时?器溢出时£还未检测?到超声波返?回信?号,则说明障?碍物过远,″超出?量程,?将关闭¬外部♂∥中断,∞并标志?此次测*距不成功≠。?
最÷大测试℅距离将??取决于?:两次脉冲群发送之间2的最小时间间隔和脉冲的能量。一般来说,发∣射﹢端脉冲×个数?越多,?能量越大,所能 ?测量的距离也?越远。但≦也﹢不是无⊕限制的,本方案是读取定时器TO的%?计数值,最大能测试的№距离是TO尚未溢出时〒检测到超声波?回波信号,故在?温度20℃下,最大测试距离为。在一些周<期性发射超声>波设㎏备中,如果要测试的最大距离?是?10 m,∈则两次脉冲?群之间的最小时间?为。
由于⌒采用∟12 ?MHz的晶振,机∠器¢周期为1μs,当√主程序检测到接收成功的?标志位后,将计数器TO中的数值?按式(1)计算,?即‰可测得∫被测?物?与?测距仪之间?的距离,取20℃⊿时的?㈱声速为344 ≡m/??s。则有:

其中,TO%为计数器TO的?计数值。

㏄4 提高测量?精?度
4.1 温度补偿
由于超声波的声速与温?度有关,如果温度变?化不?大,?可?认为声速基本不变。?如果测距精度◎要求很高,则应通过温£度补偿的方法㎜加以校正。


可知,超声波在空气中的传播速度与㏕温度T(单位:摄氏度⊥)有如下近似关?系:

≮ ?其﹤中?℡,?C0为±0℃时的声波速度为331.45 ∝m/?s∷,T为实际温度(℃)。﹣在常温≈下,温度每变化13摄氏度,超声波速度变化?约≒‖为O.6 m∪/≤s,所以?通过?测温电路测量出当前温?度?,就可以+计算出¤超声波在当前温度下的传输速度。
测?1温电∩路采用的㏒主㎞要元♀器件是美国Da@lla=s半导体公司生产的单总线∧数字温度传∴感器DSl8B2?0,其具有精度?高、智?≥能化、体积小、线路简单?等特点。
4.2 角度补∏偿?
由于发射与反射之间存在?一定的夹角2α,当α∨很小时?,可??直接按⊙式(1)计﹥?算距离?;当α较大时,则必须进行距?离?修?正,∷其修正公式°为:

单片机超声波测距 在式(4)?·中,夹角α与超声波发射装置和接收装置的安装位o置有′?关,在$实际应用中应=※保持两mol换能器中心轴线尽量平行?并相距2 ?cm≧~4 cm,在近距离测量时更要考虑角度补偿。若能够将超声接收电路屏蔽起来,则可提高抗干扰/性?能?。根据测?×量范㎝围?可m适当调整与接收换能器并接的滤波电容的ml大小,以获得合∑﹣适的接收灵敏度和抗干?扰能力。

5 结论
为防止在?测∶量过程中测距仪?的抖动而?引?起的测?量误?差μ,一般情况?下应测量几次取其?平均值。由于系统的分辨率为1μs,?系统引起的固定误差约为0.㎎3mm,再加上本设计只㎡考?虑了?温度补偿和?角度补偿的影响,而没?有考虑其他环?境因素(?如:气压、湿度……)的影响,所℃以在测量?的时侯给测量结果带来*了一∵定∽的误差。
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