前のページでは送信回路のみで動作を確認しましたが、今回は受信回路と表示回路を追加します。

受信回路は、超音波受信器の微小信号をオペアンプで増幅します。最後にダイオードとコンデンサで、整流・昇圧・平滑し、ＰＩＣがＨレベルと認識する２Ｖ以上に増幅します。
この信号をＰＩＣのＲＢ４に入力します。ＲＢ４はＰＯＲＴＢピン変化割込みで使用し、超音波の反射波を検出します。

表示回路にはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を使います。
ＬＣＤのビジーフラグをチェックしない方法にしましたので、Ｒ／ＷはＧＮＤに接続します。また、ＰＩＣのピンに余裕がありませんので、ＬＣＤの制御は４ビットモードにしました。
ＬＣＤの使い方は、こちらを参考にして下さい。

プログラムの説明に入る前に、この回路の波形を見ておきましょう。

緑は、ＲＡ０（送信側）／黄色はＲＢ４（受信側）の波形です。
反射物は、２３５ｃｍ先の壁です。
受信側は、前のページのようなノイズは無くなり、必要な信号のみになっています。

それでは、受信側（黄色）に注目して見ましょう。

（１）送信直後に受信波がある（小さな山）

これは反射波ではなく、送信器からの超音波が直接受信器に回り込んでいるものです。
無視する必要がありますが、ＰＩＣがＨレベルと認識する電圧は２Ｖ以上ですので、特に意識する事なく無視できます。

（２）送信から１３．５ミリ秒後に受信波がある（大きな山）

これが２３５ｃｍ先の壁から反射してきた反射波です。
約３ＶですのでＰＩＣでＨレベルと識別できます。

送信する超音波のパルス幅（１２．６μ秒）は、ＴＭＲ０割込みにより作ります。
１回当たりの超音波送信は、パルス２０サイクル分です。そして、５１．６ミリ秒毎に送信します。
尚、超音波送信中はＣＰＵに余裕が無いので、他の処理は行わないようにします。
超音波送信関連は、前のページも参考にして下さい。

１回の超音波送信完了時、ピン変化割込みを有効にして超音波受信を待ちます。
この間、ＴＭＲ０割込みをカウントし、距離測定を行います。
ＴＭＲ０割込み間隔は、２８．８μ秒に変更しておきます。（２８．８μ秒は、音が１ｃｍ進む時間）

超音波送信処理中はＣＰＵに余裕がありませんので超音波送信に専念し、ＬＣＤの制御などは超音波を送信していない時に行うようにします。

上でも一部触れましたが、今回のプログラムでは２つの割込みを使います。

・ＴＭＲ０割込み

・ＰＯＲＴＢピン変化割込み

（１）ＴＭＲ０割込み

ＴＭＲ０割込みは、超音波のパルス幅の時間（12.6uS）と、超音波送信から反射波を受信するまでの距離測定（28.8uS）の２種類の時間を使います。
下の図を参考にして下さい。

（２）ＰＯＲＴＢピン変化割込み

ピン変化割込みは、反射波受信を検出するために使います。
１回の超音波送信完了時に、ピン変化割込みを有効にし、ピン変化割込み発生（反射波受信）時にピン変化割込みを禁止します。
こちらも下の図を参考にして下さい。

概略処理フローを載せておきます。

今回のプログラムはこちらです。

こちらは、ブレッドボードに組んで実験しているところです。

精度は以下の通りでした。（２００８年５月１８日１１時，気温２２度Ｃ，曇り，屋内）

物体	距離	表示	誤差
箱ティッシュ	８ｃｍ	８	０
箱ティッシュ	１０ｃｍ	１０	０
箱ティッシュ	２０ｃｍ	２０	０
箱ティッシュ	３０ｃｍ	３０	０
箱ティッシュ	１００ｃｍ	１００	０
木のタンス	２３３ｃｍ	２３４	＋１ｃｍ
ふすま	３１８ｃｍ	３１９	＋１ｃｍ

この表には載せていませんが、５ｍ以上まで測定可能でした。６〜７ｍまで行けそうでしたが、家の中に障害物が存在しない空間が無かったので５ｍ程度までしか確認していません。

実用には充分だと思いますが、温度が２０度Ｃ以下や３０度Ｃ以上の場合は温度補正も考慮が必要です。
例えば、３５７ｃｍの距離測定では、温度が１０度Ｃ変わると６ｃｍの誤差になります。