基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计

苑洁，常太华

【摘要】摘要：提出了一种基于STM32单片机的超声波测距系统的设计方案。与传统单片机相比，STM32的主频和定时器的频率高达72 MHz，提高了时间测量的分辨率。在开启定时器计时的同时，启动PWM通道驱动超声波发射器和输入捕获通道捕捉回波信号，提高了测量的精度。在充分分析超声波测距产生盲区和误差原因的基础上，设计了时间增益补偿电路（TGC）和双比较器整形电路分别测量远、近距离，并通过软件算法对回波信号进行峰值时间检测，简化了电路。实验研究表明，该系统测量精度达到了1 mm，盲区低至2.5 cm。【期刊名称】电子设计工程

【年(卷),期】2011(019)015

【总页数】4

【关键词】STM32单片机；超声波测距；双比较器；时间增益补偿（TGC）；峰值时间检测

超声波测距是一种典型的非接触测量方式。超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强［1］。且超声波测距系统结构简单、电路易实现、成本低、速度快，所以在工业自动控制、建筑工程测量和机器人视觉识别等领域应用非常广泛。

超声波测距一般采用渡越时间法［2-4］。超声波测距的实质是时间的测量，即：用超声脉冲激励超声探头向外发射超声波，同时接收从被测物体反射回来的超声波（简称回波），通过精确测量从发射超声波至接收回波所经历的射程时间t （渡越时间），按下式计算超声波探头与被测物体之间的距离S，即