一、系統(tǒng)組成

STM32單片機(jī)的高精度超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由STM32單片機(jī)、超聲波發(fā)射電路、接受電路、補(bǔ)償電路和軟件等構(gòu)成。該系統(tǒng)將STM32單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的核心，通過協(xié)調(diào)各部分電路工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高精度的超聲波測距口。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、超聲波發(fā)射電路

超聲波發(fā)射電路兩個最主要的組成部分就是超聲波探頭和超聲波激勵電路。超聲波探頭不僅是超聲波發(fā)射電路的一個重要組成部分，更是整個超聲波測距系統(tǒng)的重要組成部分。它是超聲波測距系統(tǒng)中用以發(fā)射或接受超聲波信號的主要器件。超聲波激勵電路的基本工作原理是首先利用相應(yīng)的機(jī)理信號對一特定形式的電壓進(jìn)行處理之后，將其加載到超聲波探頭上，然后再通過超聲波探頭壓電晶片將其自身所具有的電能轉(zhuǎn)化為超聲波信號圖。

2、超聲波縷收電路

超聲波接收電路由超聲波信號采集與超聲波信號處理兩部分組成，該電路主要負(fù)責(zé)對超聲波回波信號進(jìn)行捕捉。由于電脈沖信號是由超聲波傳感器在接收到超聲波回波信號之后經(jīng)過轉(zhuǎn)變而形成的，所以在正常情況下，它是無法直接進(jìn)人到STM32單片機(jī)當(dāng)中的。另外，超聲波在傳播過程中，往往會有部分超聲波因?yàn)樵谳o助介質(zhì)中傳播而發(fā)生耗損現(xiàn)象，且超聲波回波信號減小的幅度也會隨著被測物體距離的增大而增大。

受聲波的反射、散射和（2.2.3超聲波補(bǔ)償電路）聲束本身擴(kuò)散等的影響，使得超聲波在傳播過程中其大小將會隨著傳播距離的改變而改變，傳播距離越大，超聲波信號則越小。在STM32單片機(jī)的高精度超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了提高測量結(jié)果的精度，設(shè)計(jì)人員通常會對衰減的超聲波回波進(jìn)行時間增益補(bǔ)償，這就需要將超聲波補(bǔ)償電路加人到系統(tǒng)設(shè)計(jì)之內(nèi)，超生波補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)基本上都是采用具有時司增益控制功能的接收放大器。

3、超聲波補(bǔ)償電路

受聲波的反射、散射和（2.2.3超聲波補(bǔ)償電路）聲束本身擴(kuò)散等的影響，使得超聲波在傳播過程中其大小將會隨著傳播距離的改變而改變，傳播距離越大，超聲波信號則越小。在STM32單片機(jī)的高精度超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了提高測量結(jié)果的精度，設(shè)計(jì)人員通常會對衰減的超聲波回波進(jìn)行時間增益補(bǔ)償，這就需要將超聲波補(bǔ)償電路加人到系統(tǒng)設(shè)計(jì)之內(nèi)，超生波補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)基本上都是采用具有時司增益控制功能的接收放大器。

4、主控器

該系統(tǒng)的核心組成部分采用STM32單片機(jī)，該單片機(jī)對主控器主頻與定時器的控制是通過PLL進(jìn)行陪頻，從而讓主控器的頻率可以達(dá)到72MHz。主控器擁有如此高分辨率的定時器，可以實(shí)現(xiàn)超聲波測距的高精度測量巧］。2.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

STM32單片機(jī)的高精度超聲波測距系統(tǒng)，其軟件設(shè)計(jì)的主要流程如下：首先，對系統(tǒng)各個饃塊進(jìn)行初始化，通過STM32單片機(jī)的PWM產(chǎn)生頻率為40KHz的、具有8個周期的脈沖方波，并將要在漠塊中進(jìn)行捕捉的超聲波回波輸人到捕捉指令當(dāng)中;其次，待超聲波回波順利進(jìn)人到接收電路之后，利用整形電路和放大電路等硬件對其進(jìn)行相應(yīng)的處理并傳送到STM32單片機(jī)內(nèi)，當(dāng)STM32單片機(jī)捕捉到回波觸發(fā)信號時，利用軟件濾波和峰值時間檢測法來計(jì)算出峰值時刻回波的到達(dá)時間;最后，借助相關(guān)計(jì)算公式得出被測距離值。