基于μC/OS-Ⅱ和ARM處理器的高精度超聲波測距系統設計

3．2 超聲波發射電路

超聲波發射電路是南超聲波發射器T和PWM產生的40 kHz頻率信號、驅動(或激勵)電路等組成。該系統設計采用ARM中的PWM模塊產生高精度的40 kHz的頻率信號，然后通過南74HC00等組成的驅動電路，最后將發射信號送到超聲波發射器T。對于放射探頭T，選用發射頻率為40kHz的一種，該類型現在應用較普遍，電路也簡單，只需給發射端40 kHz的脈沖，發射探頭即不斷發送超聲波。具體硬件電路如圖3所示。

其中超聲波發射和接收采用φ15的超聲波換能器TCT40-10F1(T發射)和TCT40-10S1(R接收)，其中心頻率為40 kHz，安裝時應保持兩換能器中心軸線平行并相距4~8 cm。

若將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。根據不同測量范圍要求，可適當調整與接收換能器并聯的濾波電容器C4，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。

3．3 超聲波接收電路

超聲波接收電路由以MC3403為核心的三級濾波放大電路和二極管的倍壓穩流電路等組成。處理好的回波信號被送到ARM的A／D轉換模塊進行A／D采樣，從而觸發得到返回的時間。德州儀器公司的MC3403的具體引腳配置如圖4所示。超聲波接收電路如圖5所示。

5 測量結果

該系統經過反復調試后進行測試，測量范圍為0．1~4．5m，測量精度為1cm,測量誤差保持在4 cm以下，因此系統性能比較良好。其測試數據如表1所示。

6 結束語

基于ARM和μC／OS—II的超聲波測距系統利用LCD顯示，電路簡單，顯示界面友好，通訊能力強，可擴展性好，具有良好的實際應用價值。該系統可運用于機器人智能行走和導航，在汽車電子行業也有一定的應用領域．可配合其他模塊實現多功能測量,同時在顯示輸入上可擴展觸摸屏功能。