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STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计

文章作者:来源:www.gfxfaction.com时间:2019-09-28



2019-09-07 12: 09: 31技术兄弟

与传统的单片机相比,STM32 MCU具有更高的时间测量分辨率,主频和定时器频率高达72MHz,当启动定时器时,MCU将启动PWM通道驱动超声波发射器和通道捕获。波形信号提高了测量的准确性和准确性。超声波测距是一种典型的非接触式测量方法,在不同的传播介质中具有不同的传播速度,其系统结构简单,成本低。只有了解超声波测距原理并了解STM32微控制器,才能设计出具有良好性能的高精度超声波测距系统STM32微控制器。

超声波测距的原理和检测方法

超声检测技术是一种基于非接触式测量方法逐步开发的技术。这种非接触式测量方法经常出现在材料科学,电子科学和测量科学中。通过机械振动获得超声波的产生,并且传播速度随着传播介质的变化而变化。超声波测距的实现主要是通过超声波产生,回波的传播和接收这三个主要过程。

目前,声振幅检测方法,渡越时间检测方法和相位检测方法是超声波测距的三种主要检测方法。声幅检测方法容易受到传播介质的干扰,因此其测量精度差。与其他两种检测方法相比,传输时间检测方法成本更低,测量范围更广,实现简单。因此,高精度超声波测距系统的设计决定了渡越时间检测方法。相位检测方法,在实际测量过程中,其测量精度高于其他两种检测方法,但测量范围有一定的局限性。

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统设计

首先,系统由

组成

STM32单片机高精度超声波测距系统的设计主要由STM32单片机,超声波发射电路,接收电路,补偿电路和软件组成。系统采用STM32微控制器作为整个系统的核心,通过协调电路各部分的工作,实现高精度超声波测距端口。

二,系统硬件设计

1.超声波发射电路

超声波发射电路的两个主要部件是超声波探头和超声波激励电路。超声波探头不仅是超声波发射电路的重要组成部分,也是整个超声波测距系统的重要组成部分。它是超声波测距系统中用于发送或接收超声波信号的主要设备。超声激励电路的基本工作原理是首先利用相应的机构信号处理特定形式的电压,然后将其加载到超声探头上,然后通过超声探头将超声能量的电能转换为超声波。压电晶圆。信号图。

2.超声波采集电路

超声波接收电路由两部分组成:超声波信号采集和超声波信号处理。该电路主要负责捕获超声回波信号。由于在接收到超声回波信号后由超声波传感器形成电脉冲信号,在正常情况下,它不能直接进入STM32 MCU。另外,在超声波的传播期间,一些超声波由于在辅助介质中的传播而倾向于磨损,并且超声回波信号的幅度随着被测物体的距离的增加而减小。

受声波的反射和散射以及声束本身的扩散(2.2.3超声补偿电路)的影响,超声波的大小将随传播过程中的传播距离而变化。传播距离越大,超声波信号越高。越小。在STM32 MCU的高精度超声波测距系统的设计过程中,为了提高测量结果的准确性,设计人员通常会补偿衰减超声回波的时间增益,这需要将超声波补偿电路添加到系统设计。超声波补偿电路的设计基本上是具有时间增益控制功能的接收放大器。

3.超声波补偿电路

受声波的反射和散射以及声束本身的扩散(2.2.3超声补偿电路)的影响,超声波的大小将随传播过程中的传播距离而变化。传播距离越大,超声波信号越高。越小。在STM32 MCU的高精度超声波测距系统的设计过程中,为了提高测量结果的准确性,设计人员通常会补偿衰减超声回波的时间增益,这需要将超声波补偿电路添加到系统设计。超声波补偿电路的设计基本上是具有时间增益控制功能的接收放大器。

4.主控制器

系统的核心部件采用STM32单片机。主控制单元的主频率和定时器的控制由PLL执行,因此主控制器的频率可以达到72MHz。主机具有如此高分辨率的计时器,可实现超声波测距的高精度测量。 2.3系统软件设计

STM32单片机高精度超声波测距系统,其软件设计的主要过程如下:一,系统各块的初始化,通过STM32单片机PWM产生一个40KHz的频率,具有8个周期的脉冲平方在沙漠区块中捕获的超声回波被输入捕获命令;其次,在超声回波平滑地进入接收电路后,由整形电路和放大电路等硬件处理,并传输到STM32 MCU。在内部,当STM32 MCU捕获回波触发信号时,软件滤波器和峰值时间检测方法用于计算峰值时间回波的到达时间;最后,通过相关的计算公式获得测量的距离值。

结论

通过引入STM32单片机高精度超声波测距系统设计,该系统不仅可以实现精确的距离测量,而且具有响应速度快,成本低,稳定性高的特点,可以更好地满足各种日常需求。领域。利用网络技术和计算机技术设计了STM32单片机的高精度超声波测距系统,不断改进和创新超声波测试技术。在改进STM32单片机性能的基础上,该设计可以适应各种领域的日常需求。生产和开发所需的超声波测距系统对中国各个领域都具有重要意义。

与传统的单片机相比,STM32 MCU具有更高的时间测量分辨率,主频和定时器频率高达72MHz,当启动定时器时,MCU将启动PWM通道驱动超声波发射器和通道捕获。波形信号提高了测量的准确性和准确性。超声波测距是一种典型的非接触式测量方法,在不同的传播介质中具有不同的传播速度,其系统结构简单,成本低。只有了解超声波测距原理并了解STM32微控制器,才能设计出具有良好性能的高精度超声波测距系统STM32微控制器。

超声波测距的原理和检测方法

超声检测技术是一种基于非接触式测量方法逐步开发的技术。这种非接触式测量方法经常出现在材料科学,电子科学和测量科学中。通过机械振动获得超声波的产生,并且传播速度随着传播介质的变化而变化。超声波测距的实现主要是通过超声波产生,回波的传播和接收这三个主要过程。

目前,声振幅检测方法,渡越时间检测方法和相位检测方法是超声波测距的三种主要检测方法。声幅检测方法容易受到传播介质的干扰,因此其测量精度差。与其他两种检测方法相比,传输时间检测方法成本更低,测量范围更广,实现简单。因此,高精度超声波测距系统的设计决定了渡越时间检测方法。相位检测方法,在实际测量过程中,其测量精度高于其他两种检测方法,但测量范围有一定的局限性。

基于STM32单片机的高精度超声波测距系统设计

首先,系统由

组成

基于STM32微控制器的高精度超声波测距系统的设计主要由STM32微控制器,超声波发射电路,接收电路,补偿电路和软件组成。该系统以STM32单片机为核心,通过协调电路各部分的工作,实现高精度超声波测距端口。

2.系统硬件设计

1.超声波发射电路

超声波发射电路的两个最重要的部件是超声波探头和超声波激励电路。超声波探头不仅是超声波发射电路的重要组成部分,也是整个超声波测距系统的重要组成部分。它是在超声波测距系统中发送或接收超声波信号的主要装置。超声激励电路的基本工作原理是首先使用相应的机构信号处理特定形式的电压,然后将其加载到超声探头上,然后通过压电芯片将自身的电能转换为超声信号图。超声波探头。

2.超声线接收电路

超声波接收电路由两部分组成:超声波信号采集和超声波信号处理。该电路主要负责捕获超声回波信号。由于电脉冲信号是在接收到超声回波信号后由超声波传感器的变换形成的,一般情况下,它不能直接进入STM32微控制器。另外,在超声波传播过程中,由于辅助介质中的传播,一些超声波将会丢失,并且超声回波信号的减小幅度将随着被测物体距离的增加而增加。

受声波的反射和散射以及声束本身的扩散(2.2.3超声补偿电路)的影响,超声波的大小将随传播过程中的传播距离而变化。传播距离越大,超声波信号越高。越小。在STM32 MCU的高精度超声波测距系统的设计过程中,为了提高测量结果的准确性,设计人员通常会补偿衰减超声回波的时间增益,这需要将超声波补偿电路添加到系统设计。超声波补偿电路的设计基本上是具有时间增益控制功能的接收放大器。

3.超声波补偿电路

受声波的反射和散射以及声束本身的扩散(2.2.3超声补偿电路)的影响,超声波的大小将随传播过程中的传播距离而变化。传播距离越大,超声波信号越高。越小。在STM32 MCU的高精度超声波测距系统的设计过程中,为了提高测量结果的准确性,设计人员通常会补偿衰减超声回波的时间增益,这需要将超声波补偿电路添加到系统设计。超声波补偿电路的设计基本上是具有时间增益控制功能的接收放大器。

4.主控制器

系统的核心部件采用STM32单片机。主控制单元的主频率和定时器的控制由PLL执行,因此主控制器的频率可以达到72MHz。主机具有如此高分辨率的计时器,可实现超声波测距的高精度测量。 2.3系统软件设计

STM32单片机高精度超声波测距系统,其软件设计的主要过程如下:一,系统各块的初始化,通过STM32单片机PWM产生一个40KHz的频率,具有8个周期的脉冲平方在沙漠区块中捕获的超声回波被输入捕获命令;其次,在超声回波平滑地进入接收电路后,由整形电路和放大电路等硬件处理,并传输到STM32 MCU。在内部,当STM32 MCU捕获回波触发信号时,软件滤波器和峰值时间检测方法用于计算峰值时间回波的到达时间;最后,通过相关的计算公式获得测量的距离值。

结论

通过引入STM32单片机高精度超声波测距系统设计,该系统不仅可以实现精确的距离测量,而且具有响应速度快,成本低,稳定性高的特点,可以更好地满足各种日常需求。领域。利用网络技术和计算机技术设计了STM32单片机的高精度超声波测距系统,不断改进和创新超声波测试技术。在改进STM32单片机性能的基础上,该设计可以适应各种领域的日常需求。生产和开发所需的超声波测距系统对中国各个领域都具有重要意义。