基于MAXQ7667的超声波测距系统应用研究

　1.引言
　　随着科技的发展，超声波测距广泛应用于交通，农业，工业，安全防护能源测量等科学领域。与红外、涡流和激光测距方法相比，超声波测距的优势在于具有不受外界光及电磁场等因素影响的优点，且其结构简单，成本相对比较低[1]。但对于要求精度比较高的情况下，一般的超声波测距系统所能检测到的距离都不大。这是由于超声波在传播过程中，其信噪比会因外界因素的影响而改变，如果在超声波测距过程中，当接收到信号的能量比较大，传统的阈值检测法是可行的。而当测距目标距离传感器比较远时，回波信号因自身的能量衰减以及外论文联盟Www.LWlm.com界因素的干扰使其有用信号部分甚至完全淹没在干扰中，这时测距系统就难以判定是否接收到回波信号，此时阈值检测法就失效了[2]。因此，设计了一种基于MAXQ7667的先进超声波测距系统，可用于一些要求测量距离较大且精度较高的场合，例如在室内的精确定位。
　　2.超声测距系统及其原理
　　超声波测距系统是由发射电路、接收电路、超声波换能器以及MAXQ7667主控芯片构成，如图1。其中，用于发送和接收的超声波的元件称为超声波换能器。在发射状态下，超声波换能器将发射电路输出的脉冲信号转换成与其频率相等的超声波；在接收状态下，超声波换能器将接收的声波转换成与其频率相等的电信号。
　　由于超声波在均匀的介质中传播的速度的是一定的，只要计算出超声波从点A到点B的飞行时间t，并且得知超声波此时的速度v，就可以得到A与B的距离s，即：
　　 （1）
　　3.硬件构成
　　3.1 MAXQ7667单片机
　　Maxim公司的MAXQ7667单片机嵌入了一个16位的MAXQ20微控制器，MAXQ20可以在不同温度下优化发射脉冲和接收回波的频率，通过一个可编程的锁相环（PLL）合成器为瞬时脉冲群发生器提供参考频率，使其可以很好的产生25kHz～100kHz的脉冲信号，并且为回声接收器的数字滤波器提供时钟。而其回波接收模块集成了一个可编程增益低噪声放大器（LNA），一个将接收到的回声信号数字化的16位sigma-delta模数转换电路（ADC）以及数字信号处理器（DSP）。DSP利用带通滤波器限制噪声，同时通过

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