一种高精度超声波测距系统研究
2．1．2 超声波接收电路
集成电路CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的38 kHz载波频率与测距的40 kHz超声波频率较为接近，设计时可以利用它制作超声波检测接收电路，图2所示就是本文的超声波接收电路。实验证明，利用CX20106A接收超声波，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。另外，适当更改电容C4的大小，还可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。
2．2 超声波测距的软件设计
超声波测距的原理为超声波发生器T在某一时刻发出一个57 603 Hz的超声波信号后，将立即启动定时计数器和外部中断。当这个超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收。此时，CX20106A会产生一个负脉冲触动外部中断，同时读出并保存计时器寄存器的值，关闭外部中断，同时测量温度，计算超声波速度、测量距离。如果测量距离大于23 cm或是没有接收到回波，就再发送40 kHz的超声波驱动脉冲，重新测量。
然后再根据前面所述原理计算距离，计算公式为：
S=T(s×100)／2-0．75 (1)
式中，S为所测距离，单位为cm；T为发射超声波与接收超声波的时间差，单位为s；s为超声波速度，单位为m／s，由于发射超声波与接收超声波期间，超声波传播的距离为测量距离的两倍，所以要除以2；后面的0．75为实验得出的补偿值。其补偿公式如下：
s=331．4+0．61temp (2)
式中，temp为环境温度；s为超声波传播速度，单位为m／s。
3 系统测试
笔者通过实验对该超声波测距系统进行了实验，表1所列是实验所得出的实际测量数据。
4 结语
本文对低成本、高精度超声波测距仪进行了全面的介绍，给出了超声波测距的软硬件设计方法。采用AT89S52单片机作为核心处理单元来降低整体仪器的体积和成本。本设计使用74LS04并以推挽形式驱动超声波发射探头，同时选用CX20106A对接收信号进行放大、滤波、检波并输出负脉冲，完成超声波测距仪自动控制，由超声波驱动频率检测距离。最后在单片机的控制下，将测量距离和环境温度通过液晶屏显示出来。
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