数显超声波测距仪的设计实现

　　不同形状和位置的对象物，其回波波形大致，只是波幅不通。于是，该系统采用了变阈值鉴幅固定补偿法：

　　（1）采用微处理器闭环控制自动改变阈值；

　　（2）在超声回波中鉴别其包络峰附近少于6个波的第一个波，形成关闭定时器的触发信号，并同时设置检测窗口；

　　（3）计数检测窗口内的鉴别回波格式n（鉴别回波=窗口内鉴别回波数+1）个；

　　（4）判断n的大小，若n>5，则减小鉴别规定阈值，转到（2）重新检测。 若≤5，则从先验的固定补偿值表中取出与n相对应的补偿值进行修正一其鉴别回波提取及补偿时间表示如图3所示。

　　补偿修正公式：

　　可见，不同的At对应不同，作为先验数据先通过实际测试、观察得到，建立补偿值表存在存储器中。

　　本超声波测距系统的误差主要由系统误差、环境误差、检测误差、定时时间误差、补偿时间误差等组成。该系统采用变闭值固定补偿法后，可以补偿时间误差较小。

　　提高了检测信号的S／N比，从而提高了超身波测距的精度和范围。

　　4 超声波测距系统的软件设计

　　AT89C51单片机和其开发应用系统具有语言简洁、可移植性好、表达能力强、表达方式灵活、可进行结构化设计、可以直接控制计算机硬件、生成代码质量高、使用方便等诸多优点。超声波测距仪就是用A F89C51单片机开发设计的。它采用模块化设计，由主程序、定时干程序、显示子程序等模块组成。在此给出主程序框框图。如图4所示。

　　5 结论

　　对固定材料、结构的超声波传感器，其检测波特性不变，即再发射传感在同一激励电压源作用下发射超身波，其反射波的波形变化规律，不会因为对象物类型，距离的改变而变化，只是波幅不同而已。故该系统采用了变阈值鉴幅固定补偿法，减小了误差，从而提高了测距精度。该系统发射脉冲电压为20V，对平面物体做了多次测量发现，测距范围为10m，测距精度为0.2％。可见基于单片机设计的超声波测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。

　　因此，它不仅可用于移动机器人，还可用在其它检测系统中。