基于单片机的超声波测距系统设计

如图6所示。在发送端发送超声波信号时，P1．2输出高电平，经过反相器后，变为低电平加到触发器的R端，因为没收到反射信号之前，电压比较器输出为高电平，所以基本RS触发器的输入分别为，R=O，S=l，为0态，即Q=0，Q=1，Q的信号加到单片机的中断输入端，因为单片机的中断为下降沿触发，输入为高电平，不产生中断。当发送完毕时，P1．2输出低电平，经反相器，变为高电平送到触发器的R端，没有收到反射回的信号时，电压比较器输出仍为高电平，所以基本RS触发器的 R="1"，S=1，为保持状态，即Q=1，Q=0，也不产生中断。当接收到反射回的信号时，电压比较器输出低电平，因此，基本RS触发器的输入端 R="1"，S=0，触发器工作在0态，即Q=O，Q=1。单片机的中断输入端的电平由高电平变为低电平，从而使单片机产生中断。

　　3 单片机外围电路原理图

　　单片机的外围电路图如图7所示，显示电路由单片机控制七段数码管进行显示，采用数字温度传感器DS18820对环境温度进行检测，从而对超声波的传播速度进行温度补偿，提高测量精度。两个按键用于控制测量的开始与停止以及距离与温度显示的切换。

　　4 软件设计

　　软件设计包括三个部分，主程序，定时中断程序和外部中断程序，流程图如图7所示。

　　5 结论

　　本系统由于发射功率和超声波发射探头的原因，测量距离在10cm到500cm之间，在近距离测量和远距离测量时存在误差较大，在50cm和200cm之间测量时精度最好，误差不大于1cm。在本设计中由于超声波发射周期为10个25μs 的方波，因此发射时间为T=250μs，已知常温下声速C为340m／s，可知S=CT／2=250μs／2=8．5cm，因此确认测距盲区为9cm。即当测量距离小于9cm时不能正确测量。