STM32单片机超声波测距系统的设计与实现+源程序(10)
声速随温度变化公式为
（3.3）
式中，T是温度，于该测距系统用于室内测量，且量程也不大，温度可以看作定值。在常温下，声音在空气中的传播速度可依据上式计算出为340 m／s。
3.2.4 发射脉冲宽度
发射脉冲宽度决定了测距仪的测量盲区，也影响测量精度，同时与信号的发射能量有关。
减小发射脉冲宽度，可以提高测量精度，减小测量盲区，但同时也减小了发射能量，对接收回波不利，但是根据实际的经验，过宽的脉冲宽度会增加测量盲区，对接收回波及比较电路都造成一定困难。
在具体设计中，选用了8个40KHZ脉冲方波的发射脉冲宽度。此时，从接收回波信号幅度和测量盲区两个方面来衡量比较适中。
3.2.5 测量盲区
在以传感器脉冲反射方式工作的情况下，电压很高的发射电脉冲在激励传感器的同时也进入接收部分。此时，在短时间内放大器的放大倍数会降低，甚至没有放大作用，这种现象称为阻塞。不同的检测仪阻塞程度不一样。根据阻塞区内的缺陷回波高度对缺陷进行定量评价会使结果偏低，有时甚至不能发现障碍物，这是需要注意的。由于发射声脉冲自身有一定的宽度，加上放大器有阻塞问题，在靠近发射脉冲一段时间范围内，所要求发现的缺陷往往不能被发现，这段距离，称为盲区，具体分析如下：
当发射超声波时，发射信号虽然只文持一个极短时间，但停止施加发射信号后，探头上还存在一定余振(由于机械惯性作用)。因此，在一段较长时间内，加在接收放大器输入端的发射信号幅值仍具有一定幅值高度，可以达到限幅电路的限幅电平。当反射面离探头越来越远，接收和发射信号相隔时间越来越长，其幅值也越来越小。在超声波检测中，接收信号的衰减总是比发射信号余振衰减慢的多。为保证一定的信噪比，接收信号幅值需达到规定的阀值K，亦即接收信号的幅值必须大于这一阀值才能使接受放大器有输入信号。
4 超声波测距系统的软硬件设计
超声波测距的作用距离和分辨能力，不仅需要性能良好的换能器，也需要合理的驱动电路以及回波探测电路。只有这样，才能保证发射时的声功率和波形的重复性以及接收时的灵敏性。对发射来说，为了要使电能到机械能的转换效益最大，最佳的工作点必须取在反共振频率处，在传感器系统中，发射部分的共振频率要与接收部分的反共振频率相匹配。驱动电路和回波探测电路的性能对整个测试系统有重要的作用。
4.1 超声波测距系统设计难点以及解决方法
4.1.1 高测距精度的依据
本文是采用单片机内部定时器来测量超声波从传播到返回的时间，因此测量精度受单片机内部参考频率或主振频率的限制，本文采用72MHz主频，可以达到很高的分辨率
。
4.1.2 干扰问题及其解决方法
这里的干扰有两方面的内容，一是外界高频噪声及电源等对信号产生的干扰，
二是超声波发射传感器在谐振的时候带动空气振动，会直接传到距离很近的超声波接收传感器，即引起所谓的绕射现象，而且绕射的回波信号比反射回来的信号强的多，因此在这段时里不容易检测出回波信号。这段时间折合成距离即形成所谓的盲区。
对高频噪声和电源干扰可以通过选择合适的元器件，加之滤波电路就可以消除干扰，对接收部分的信号放大处理也可以采用隔离抗干扰技术。这样的处理一般可以很好的消除干扰。在实验中试验效果较为理想。对盲区的处理，本文采用自动调节增益的方法米解决。具体的做法是在超声波发射的时候增益值取最小，这样就可减小绕射引起的干扰，从而减小盲区。然后根据实际情况，。按一定的周期增加增益，本文预计测距范围到5米，因此可以每l ms增加一档增益值(本文采用x9313w来控制增盏，共有32档)。这样从近到远的目标物体返回的信号可以获得由小到大的增益值。