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基于HT46F49E的超声波测距系统
资料介绍
超声波不受光线、色彩、电磁干扰等影响,能适应较恶劣的环境,所以基于超声波的无损检测(简称NDT)越来越受到人们的关注,超声波测距就是其中之一。市场上有很多类型的测距仪,而超声波测距仪以其独特的优势,使之在市场上占有一席之地。
近些年,电子产品的迅猛发展,使得基于单片机的超声波测距仪电路更简单,信号处理更方便。本文以单片机为微控制器实现高精度超声波的距离测量,单片机选用台湾盛群半导体有限公司生产的HT46F49E,它具有高可靠性、低成本、低故障率等优点。该芯片内置了A／D转换器,可减少外围器件的数量。
超声波测距是根据超声波遇到障碍物发生反射的原理而设计的。通过测量传输时间实现距离的测量。超声波在空气中衰减较大,远距离测量时往往信号不稳定,测量误差较大；而近距离测量时,回波信号受发射信号影响较大,则会产生较大的测量盲区。
文章分析了影响超声波测距仪量程和测量精度的相关因素,在系统设计中,发射端通过提高发射信号的功率补偿超声波在空气中的衰减；接收端首先对回波信号进行两级放大,然后利用二阶低通滤波器对信号滤波,之后再对信号进行倍压整形,最后信号通过比较电路形成较好的波形去触发单片机。此外,电路还增加了温度测量电路,用以补偿温度对测量结果造成的误差。测量结果表明系统的测量量程适中,具有较高的精度和可靠性。测距仪的测量范围是4cm～300cm,近距离测量误差不超过1cm；远距离测量误差大于1cm。本文最后结合测量结果分析了误差产生的其他因素,并提出了较小误差的改进方法。
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