如何利用CXA20106去设计一款超声波电路

小弟最近玩超声波，最初参考网上最常用的CXA20106电路制作信号接收回路，发现以下典型问题：

1.CXA20106接收增益很大，导致发射探头衍射的波会第一个到达接收电路，示意图如下

由于发射和接收探头距离大约是5mm到10mm左右，导致发射探头输出8个超声波后，会由于衍射作用（很微弱）直接进入接收探头，导致接收到如图r1一样的回波，但这个波不是我们所需要的，我们需要测量的是t1到r2之间经过的时间。R1的存在也导致了cxa20106制作接收有很大盲区的问题（笔者按这种方法制作的盲区大约在10cm--25cm左右）。如果测量物体很近，导致r2与r1重叠，无法分辨的原因，根本解决方法是将r1消除掉。

2.网上大多数卖的都是需要单片机配合定时器来采集数据，有一个TRIG,还有一个out，通过trig一个高电平，测量直到out输出低电平的时间，得到距离，但这样有个问题，比如主单片机在所有定时器占用情况下，会导致无法测量数据或者测量变得很棘手。

发现上述问题，小弟设计一款超声波电路，能很好的解决以上两个问题。不说废话了，上图

先说第一个问题如何解决的，此次设计的超声波接收电路依然是cxa20106，与普遍超声波电路不同的是这个芯片的2脚多接了个两个电阻，U1芯片2脚是控制整体接收增益的，笔者试验如果只用C1和R1可以降低很多增益，使接收只能从2cm-30cm，再远的话由于返回的超声波太弱而无法接收，适当减小R1的值可以提高增益，这样我们如果通过R2和Ra串联接负极的话（相当于减小了R1的值，提高了增益），测量距离会编程15cm-400cm左右，有时好的话会变成500cm，这里小弟设计打算用stm8的PC7接口来控制整体增益。

第二个问题对于很多人来说肯定想到如何解决了，既然超声波上用到了单片机，那串口输出数据就很简单了！对，小弟这里用的就是串口来输出数据。9600bps，8数据位1停止位。在终端里面打印如下，单位是毫米mm：

说说整体工作过程。上述电路加电后，单片机将PD3、PD2口初始化为推挽模式，PD2和PD3是直接驱动发射探头。经过发射8个40Khz超声波后，将PC7口设置为高阻态，此时整机处于低增益模式下，打开Tim2的1通道捕获中断，等待回波，此时单片机有件很重要的事儿就是当波传出后，等待2ms，让接收探头躲过第一次衍射的波！打开高增益（PC7=0），来接收距离远物体返回的波。一旦接收到波，捕获模式会自动保存定时器的数据到捕获寄存器，此时就可以将数据转变为距离了。

用单片机的捕获中断做的稳定性不错在1m内，固定距离测量，串口输出数据精确度在1mm左右，在3m距离下，测量结果大约有2mm跳变。




审核编辑：刘清