李军，申俊泽

（东北石油大学 计算机与信息技术学院 嵌入式实验室，大庆 163318）

引 言

随着国民经济的迅速发展，超声波在机械制造、石油化工、航空航天等领域发挥着越来越重要的作用。

超声波测距作为一种非接触式距离测量方法，具有不受外界光及电磁场等因素影响的优点，实现电路简单，成本低；同时，还具有易于定向发射、方向性好、对人体伤害小等特点。上述优势使得与超声波测距领域相关的仪器设备在数据处理、检测性能和工程设计系统化等方面有了更大的发展空间。

1 总体设计

本系统利用三星公司的S3C2410及超声波测距模块HC－SR04构造了一个嵌入式系统平台。整个系统由3部分组成：底层硬件平台、系统软件层和应用软件层。系统硬件结构如图1所示。

图1 系统硬件结构图

超声波测距仪的软件层由驱动及应用程序组成。其中，应用程序包括数据采集程序及图形用户界面；而驱动程序的设计是本系统的重点。

2 硬件设计

2.1 S3C2410处理器

S3C2410处理器是三星公司的一款基于ARM920T内核的16／32位RISC嵌入式微处理器。ARM920T由ARM9TDMI、存储管理单元（MMU）和高速缓存3部分组成，主频可达200MHz；外围硬件资源包括64MB SDRAM、64MB NAND Flash、2个五线异步串行口、1个10M网口及用户扩展口等。本系统利用开发板提供的GPIO扩展资源，实现对超声波测距模块HC－SR04的数据采集及控制，同时在LCD屏上显示精确的距离数值。

2.2 超声波测距模块

超声波测距是借助于超声脉冲回波渡越时间法来实现的。设超声波脉冲由传感器发出到接收所经历的时间为t，超声波在空气中的传播速度为c，则从传感器到目标物体的距离D可用下式求出：