基于μC/OS-Ⅱ和ARM处理器的高精度超声波测距系统设计

3．2超声波发射电路

超声波发射电路是南超声波发射器T和PWM产生的40 kHz频率信号、驱动(或激励)电路等组成。该系统设计采用ARM中的PWM模块产生高精度的40 kHz的频率信号，然后通过南74HC00等组成的驱动电路，最后将发射信号送到超声波发射器T。对于放射探头T，选用发射频率为40kHz的一种，该类型现在应用较普遍，电路也简单，只需给发射端40 kHz的脉冲，发射探头即不断发送超声波。具体硬件电路如图3所示。

其中超声波发射和接收采用φ15的超声波换能器TCT40-10F1(T发射)和TCT40-10S1(R接收)，其中心频率为40 kHz，安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距4~8 cm。

若将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提高抗干扰能力。根据不同测量范围要求，可适当调整与接收换能器并联的滤波电容器C4，以获得合适的接收灵敏度和抗干扰能力。

3．3 超声波接收电路

超声波接收电路由以MC3403为核心的三级滤波放大电路和二极管的倍压稳流电路等组成。处理好的回波信号被送到ARM的A／D转换模块进行A／D采样，从而触发得到返回的时间。德州仪器公司的MC3403的具体引脚配置如图4所示。超声波接收电路如图5所示。

5 测量结果

该系统经过反复调试后进行测试，测量范围为0．1~4．5m，测量精度为1cm,测量误差保持在4 cm以下，因此系统性能比较良好。其测试数据如表1所示。

6 结束语

基于ARM和μC／OS—II的超声波测距系统利用LCD显示，电路简单，显示界面友好，通讯能力强，可扩展性好，具有良好的实际应用价值。该系统可运用于机器人智能行走和导航，在汽车电子行业也有一定的应用领域．可配合其他模块实现多功能测量,同时在显示输入上可扩展触摸屏功能。