小弟最近玩超聲波，最初參考網(wǎng)上最常用的CXA20106電路制作信號接收回路，發(fā)現(xiàn)以下典型問題：

1.CXA20106接收增益很大，導(dǎo)致發(fā)射探頭衍射的波會第一個(gè)到達(dá)接收電路，示意圖如下

由于發(fā)射和接收探頭距離大約是5mm到10mm左右，導(dǎo)致發(fā)射探頭輸出8個(gè)超聲波后，會由于衍射作用（很微弱）直接進(jìn)入接收探頭，導(dǎo)致接收到如圖r1一樣的回波，但這個(gè)波不是我們所需要的，我們需要測量的是t1到r2之間經(jīng)過的時(shí)間。R1的存在也導(dǎo)致了cxa20106制作接收有很大盲區(qū)的問題（筆者按這種方法制作的盲區(qū)大約在10cm--25cm左右）。如果測量物體很近，導(dǎo)致r2與r1重疊，無法分辨的原因，根本解決方法是將r1消除掉。

2.網(wǎng)上大多數(shù)賣的都是需要單片機(jī)配合定時(shí)器來采集數(shù)據(jù)，有一個(gè)TRIG,還有一個(gè)out，通過trig一個(gè)高電平，測量直到out輸出低電平的時(shí)間，得到距離，但這樣有個(gè)問題，比如主單片機(jī)在所有定時(shí)器占用情況下，會導(dǎo)致無法測量數(shù)據(jù)或者測量變得很棘手。

發(fā)現(xiàn)上述問題，小弟設(shè)計(jì)一款超聲波電路，能很好的解決以上兩個(gè)問題。不說廢話了，上圖

先說第一個(gè)問題如何解決的，此次設(shè)計(jì)的超聲波接收電路依然是cxa20106，與普遍超聲波電路不同的是這個(gè)芯片的2腳多接了個(gè)兩個(gè)電阻，U1芯片2腳是控制整體接收增益的，筆者試驗(yàn)如果只用C1和R1可以降低很多增益，使接收只能從2cm-30cm，再遠(yuǎn)的話由于返回的超聲波太弱而無法接收，適當(dāng)減小R1的值可以提高增益，這樣我們?nèi)绻ㄟ^R2和Ra串聯(lián)接負(fù)極的話（相當(dāng)于減小了R1的值，提高了增益），測量距離會編程15cm-400cm左右，有時(shí)好的話會變成500cm，這里小弟設(shè)計(jì)打算用stm8的PC7接口來控制整體增益。

第二個(gè)問題對于很多人來說肯定想到如何解決了，既然超聲波上用到了單片機(jī)，那串口輸出數(shù)據(jù)就很簡單了！對，小弟這里用的就是串口來輸出數(shù)據(jù)。9600bps，8數(shù)據(jù)位1停止位。在終端里面打印如下，單位是毫米mm：

說說整體工作過程。上述電路加電后，單片機(jī)將PD3、PD2口初始化為推挽模式，PD2和PD3是直接驅(qū)動發(fā)射探頭。經(jīng)過發(fā)射8個(gè)40Khz超聲波后，將PC7口設(shè)置為高阻態(tài)，此時(shí)整機(jī)處于低增益模式下，打開Tim2的1通道捕獲中斷，等待回波，此時(shí)單片機(jī)有件很重要的事兒就是當(dāng)波傳出后，等待2ms，讓接收探頭躲過第一次衍射的波！打開高增益（PC7=0），來接收距離遠(yuǎn)物體返回的波。一旦接收到波，捕獲模式會自動保存定時(shí)器的數(shù)據(jù)到捕獲寄存器，此時(shí)就可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫嚯x了。

用單片機(jī)的捕獲中斷做的穩(wěn)定性不錯在1m內(nèi)，固定距離測量，串口輸出數(shù)據(jù)精確度在1mm左右，在3m距離下，測量結(jié)果大約有2mm跳變。




審核編輯：劉清