[發明專利]一種高精度超聲波測距儀系統

在審

• 申請號: 201510937423.0
• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN105334516A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 楊秀增;鄭鑫;韋樹貢;李姍姍;劉志濤;羅曉芳;肖麗玲
• 申請（專利權）人: 廣西民族師范學院
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08;G01S7/52
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 羅志偉

技術領域

本發明涉及超聲波測距，尤其涉及一種高精度超聲波測距儀系統。

背景技術

超聲波測距儀，是利用超聲波測量距離的一種非接觸式距離測量工具。因超聲波具有定向性好、使用方便、成本低廉、抗干擾能力強等優點，所以超聲波測儀在工業測量、車輛避障、安全預警、液位測量、機械內部損傷檢、車輛自動導航以及機器人等領域得到廣泛地應用。然而，目前大多數超聲波測距儀一般采用MCS-51單片機作為控制器，其測量精度，由于受到定時器鐘頻率的限制，難以令人滿意。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種高精度超聲波測距儀系統。

本發明提供了一種高精度超聲波測距儀系統，包括控制器單元、處理器單元、存儲器單元、溫度補償電路和總線，所述存儲器單元與所述控制器單元連接，所述控制器單元、處理器單元、溫度補償電路分別與所述總線連接，所述控制器單元包括超聲波測距單元，所述超聲波測距單元包括超聲波控制器和超聲波收發模塊，所述超聲波控制器與所述超聲波收發模塊連接。

作為本發明的進一步改進，所述超聲波控制器包括接口單元電路、狀態寄存器、啟動寄存器、計數寄存器、狀態機、計數器和倍頻器，其中，所述倍頻器的輸出端分別與所述狀態機、計數器連接，所述狀態機的輸出端分別與所述狀態寄存器、計數器連接，所述計數器的輸出端與所述計數寄存器連接，所述計數寄存器的輸出端與所述接口單元電路連接，所述狀態寄存器的輸出端與所述接口單元電路連接，所述接口單元電路與所述總線連接，所述接口單元電路的輸出端與所述啟動寄存器連接，所述啟動寄存器與所述狀態機連接。

作為本發明的進一步改進，所述狀態機設有TRIG引腳和ECHO引腳，所述狀態機分別通過所述TRIG引腳、ECHO引腳與所述超聲波收發模塊連接，所述超聲波控制器通過所述TRIG引腳向所述超聲波收發模塊發送觸發信號，所述超聲波收發模塊通過所述ECHO引腳向所述超聲波控制器發送超聲波反射波接收判斷輸入信號。

作為本發明的進一步改進，所述狀態機設有CLR引腳、H引腳和ST引腳，所述狀態機分別通過所述CLR引腳、H引腳、ST引腳與所述計數器連接，所述狀態機通過所述CLR引腳向所述計數器發送計數器清零信號，所述狀態機通過所述H引腳向所述計數器發送高電平，所述狀態機通過所述ST引腳向所述計數器發送計數器啟動信號。

作為本發明的進一步改進，所述控制器單元還包括JTAG控制器、UART控制器、EPCS控制器、LCD控制器、SDRAM控制器，其中，所述LCD控制器連接有LCD顯示器，所述JTAG控制器、UART控制器、EPCS控制器、LCD控制器、SDRAM控制器分別與所述總線連接。

作為本發明的進一步改進，所述總線為Avalon-MM總線。

作為本發明的進一步改進，所述高精度超聲波測距儀系統還包括PC機，所述JTAG控制器、UART控制器分別與所述PC機連接。

作為本發明的進一步改進，所述存儲器單元包括EPCS4存儲器、SDRAM存儲器，所述SDRAM控制器與所述SDRAM存儲器連接，所述EPCS控制器與所述EPCS4存儲器連接。

作為本發明的進一步改進，所述處理器單元包括NiosII處理器，所述NiosII處理器與所述總線連接。

作為本發明的進一步改進，所述溫度補償電路包括通用輸入輸出接口和溫度傳感器，所述溫度傳感器通過所述通用輸入輸出接口與所述總線連接。

本發明的有益效果是：超聲波控制器是根據外部的超聲波收發模塊的電氣特性而設計的用戶自定義控制器，其與外部的超聲波收發模塊相連，控制超聲波收發模塊進行測距；溫度對超聲波的傳播速度影響較大，通過溫度補償電路來提高測量精度，具有可靠性高、集成度高、響應速度快、精度高和成本低廉等特點。

附圖說明

圖1是本發明一種高精度超聲波測距儀系統的系統框圖。

圖2是本發明一種高精度超聲波測距儀系統的超聲波控制器的硬件框圖。

圖3是本發明一種高精度超聲波測距儀系統的狀態機的狀態轉換圖。

圖4是本發明一種高精度超聲波測距儀系統的控制流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明及具體實施方式對本發明進一步說明。