如何DIY一个属于你的超声波测距传感器二：焊接调试(2)

因为空间问题，所以有几个器件是放置在超声波收发器之下的，焊接时注意，将收发器焊的和变压器一样高即可，不要太低！ <img src="http://fs.gongkong.com/uploadfile/techarticle/import/211949w4xpg0yi0w04tl00.gif" 两个调整增益的电阻R7、R8、一个控制余波的限流电阻R5如觉得需要自己改变，以观察效果，可焊接在反面。 <img src="http://fs.gongkong.com/uploadfile/techarticle/import/21203222pyv2vrp23q62pq.gif" 用于减弱余波的R6和初级的余波抑制电路两部分选择一个，建议选用初级的回波抑制电路，效果好一些，缺点是需要程序配合，且调试时如不慎会短路导致三极管损坏。 如采用初级的余波抑制电路，建议在调试程序时将跳线器断开，调好程序后再接上。等一切就绪后如考虑传感器的可靠性，可将跳线器焊死。 <img src="http://fs.gongkong.com/uploadfile/techarticle/import/212130kle62dvvnm3m6rm3.gif" 在线路上设计了2组匹配电容，C7、C8组是为了调整发射回路已达到谐振状态的，C9、C10组是为了接收回路谐振的，需要通过测量使用的超声波收发器电容值以及相应的电感、变压器次级电感确定，因为超声波收发器的电容量差别较大，电感量也有些差异。 一般情况下将C7、C9 短路即可，C8、C10不用处理（配套器材时会给出实际的值供参考，如有需要会附上匹配电容）。 焊接完成如下图：（注意图中二极管的方向） 虽然设计是用UART作为输入、输出的接口，但由于MCU的SPI没有使用，所以在PCB上引出了（由于空间限制，比较勉强），如有特殊需要或想学习SPI的使用，也可将SPI口作为与传感器交换数据的通道： 5.2 调试 调试分两步进行。首先是超声波发射部分。 先断开跳线器，检测单片机输出的波形是否正确，测量R3接MCU端的信号，保证波形的频率、占空比及脉冲的个数正确（符合你程序控制的要求，目前的程序是发送 10个脉冲）： 然后测试余波减弱控制信号（如果你选择了初级余波减弱电路，并且在软件上设计了），检测R4接MCU的端子（设计欠考虑，没有留测点），注意不要短路了！最好有双通道的示波器，因为需要和发送脉冲匹配，此信号应该略延时于发送脉冲结束，我设计是约 28us（想想为什么图中是接近 44us）： 上述两个MCU控制调试好后，可以将跳线器接上，看一下驱动的波形和变压器次级的输出。驱动波形测量D882 的C端，也就是跳线器上。次级波形可直接检测超声波发射器两端。 注意右侧的波形，峰值电压超过50V，所以你能够听到发射器发出的“啪啪”声。如果有兴趣，可以检测一下有无余波消除的差别，因为要和余波控制信号同时观察，所以用驱动信号代替输出，由于变压器的偶合作用，信号是一样的，只是幅值不同。 注意，上图中左侧余波实际上远不止388us，由于变压器的升压作用，很小的驱动信号都可以产生接收器能感受的超声波，因为收、发之间太近了！这样将使得近距离的回波淹没在余波中，导致测量范围缩小。 读者可以改变R5的数值观察一下右侧的效果的变化。 一个技巧：要想确定是否达到谐振状态，可检测没有余波抑制时的余波信号，此时的频率即为谐振频率（图中用余波抑制控制信号来指明后面的波不是由MCU产生的）。 从上图可以看出谐振频率是 40kHz。 至此，超声波发送部分基本完成。