可精确测距的低成本超声子系统

回波检测与距离计算

一旦捕获到回波信号，微控制器可以检测脉冲信号并根据延时计算距离。检测脉冲时，定时器B处于捕获模式(见图5)。


图5  微控制器中的定时器B

将EXENB设置为1使能定时器的捕获功能，超声接收机的输出应该送入定时器的TBB引脚，利用TBPS[2:0]位设置定时器的时钟频率。第一次IR中断使能定时器，TBB引脚从1到0的跳变使定时器B的计数值(TBV)传输到捕获寄存器(TBR)并置位EXFB标志。如果使能，EXFB标志置位还可以产生一次中断。

TBR寄存器的数值包含了发射脉冲与接收脉冲之间所经历的定时器时钟数，根据时钟周期即可计算出历时时间。这个延迟时间内还包括了系统的延迟时间，计算发送与接收传感器之间的距离时需要考虑这一因素。

传感器应用电路

系统中可以使用两种类型的传感器配置，具体选择取决于物理架构。


图6(a)使用独立的TX和RX传感器


图6(b)单传感器系统中

采用独立的TX、RX传感器时，微控制器的IR驱动器连接到一个外部放大器，用于驱动超声TX。接收端，RX的超声信号经过放大后转换成数字信号(通过放大器和比较器实现)，然后将该信号送到微控制器的16位定时器输入端(见图6a)。共用同一传感器时，利用变压器提高输出信号的幅度(见图 6b)。