基于CAN总线的大量程超声波测距系统.pdf

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1、2014焦仪表技术与传感器2014第10期InstrumentTechniqueandSensorNn10基于CAN总线的大量程超声波测距系统廖平，吴跃松，王鹏，岳莉莉(高性能复杂制造国家重点实验室(中南大学)，湖南长沙410083)摘要：介绍一种以STM32微控制器和CTM1050收发器为核心组成的CAN总线大量程超声波测距系统及其硬件和软件的设计方法。采用变压器耦合功率放大电路作为超声波发射电路，实现超声波发射器的最佳能量传输，进而提高超声波测距长度；在超声波接收电路后面引入对数放大电路和峰值检波电路，从硬件上解决了发射超声波信号到接收超声波

2、回波的时间测量问题。试验结果表明：该测量系统测量数据准确，精度高，数据传递效率高，可进行50—2000cm长距离超声波测量。关键词：CAN总线；大量程超声波测距；STM32单片机；温度传感器中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)10—0062—04LargeSensingRangeUltrasonicDistanceMeasurementSystemBasedonCANBusLIAOPing，WUYue—song，WANGPeng，YueLi—li(StateKeyLaboratoryofHighPerfor

3、manceComplexManufacturing，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：AnapproachofhardwareandsoftwareforlargesensingrangeultrasonicdistancemeasurementsystembasedonCANbuswithSTM32andCTM1050wasintroduced．Transformer—coupledpoweramplifiercircuitwasprovidedastheultrasoni

4、ctransmittercircuitforhavingbetterefficiencyofenergyconvening，SOthatitwasabletofurtherthemeasurelength．Inordertocal—culatethetimefromultrasonicemissiontothereceptionofultrasonicechoonthehardware，logarithmicamplifiercircuitandpeakvaluedetectorcircuitwereintroducedonthebasisofu

5、ltrasonicreceivercircuit．Theexperimentresultshowsthattheultrasonicdis-tancemeasurementsystemwhichiscapableofultrasonicmeasurementwhosedistancerangesfrom60to2000centimetershashighaccuracyinthedistancedatameasureandtheefficiencyofdatatransmissionishigh．Keywords：CANbus；longsensi

6、ngrangeultrasonicdistancemeasurement；STM32MCU；temperaturesensor0引言脉冲变压器升压后驱动超声波换能器，超声波换能器振动发射针对目前超声波测距系统存在着测距精度较低、系统稳定超声波。前置放大电路接收超声波发射信号和超声波回波信性较差、测距距离相对较短、实时性差等问题。文中采用变压号，并对其放大。经过放大的信号经过带通滤波电路，滤掉电器耦合功率放大电路，提高超声波发射信号的功率，增大测距路中的杂波信号，对数放大电路提取超声波发射信号和超声波量程。采用温度补偿方式，提高系统测距精度。采用对

7、数放大回波信号的包络。因为提取包络的信号幅值波动比较大，因此器，解决提取发射信号和回波信号包络问题，实现高稳定性的再次接入一个峰值检波电路，使信号的幅值变化趋于平坦。最超声波测距系统。超声波测距在工程机械长臂架壁障和物位后送人末级放大和整形比较电路。经过整形电路后输出两个测量等领域有广泛的应用J。方波信号，利用STM32捕捉两个方波信号的上升沿和下降沿。1超声波测距原理两个方波上升沿所对应的时间差就是脉冲发射到接收到回波超声波在相当大的频率范围内声速不随频率变化，波动的的时间t，经过计算可得到距离s，再用CAN总线把测量结果送传播方向与振动方向一

8、致，是纵向振动的弹性机械波。目前超到上位机j。测距系统的总体设计如图1所示。声波测距普遍采用脉冲回波法，其工作原理是用脉冲去激励超声波换