【正文】 18176。//顯示開 /關(guān)，光標(biāo)開閃爍開 // Write_Comm(0x18)。//清顯示 // Write_Comm(0x02)。 Read_Busy()。 } /*********************寫入數(shù)據(jù)函數(shù) ****************************/ void Write_Data(uchar lcddata) { Lcd_Data = lcddata。 RW = 0。 E = 1。 RS = 0。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 42 } Write_Data(d)。b++) { d=dispbuf[b]。 } Write_Data(d)。 if((a11)amp。//清顯示 Write_Comm(0x80)。 } LCD 顯示程序 LCD 液晶顯示程序分為液晶初始化、讀忙、寫指令和寫數(shù)據(jù)操作，液晶顯示器是一塊慢器件，所以在執(zhí)行每條指令之前必須確定模塊忙標(biāo)志為低電平（不忙），否側(cè)此指令無效。 tmp%=100。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 40 tmp=distance。 tmp=tp。 else //溫度小于 0，求補(bǔ)碼得到原碼 { bm()。 /************************************** 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù) 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 39 **************************************/ void hextobcd(void) //轉(zhuǎn)化成 2進(jìn)制 { float tp。 d*=d。 if(temp0x8000) //溫度大于 0 c=+*temp*。 //字節(jié)合并 return (t)。 //讀取一個(gè)字節(jié) b = ReadOneChar()。 Init_18B20()。 //拼裝處理 Delay(15)。 i) { DQ = 0。 //移位為寫入下一位準(zhǔn)備 } } (3)字讀 DS18B20程序 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 36 讀取過程結(jié)合下面函數(shù)說明 /********************字讀函數(shù) *****************************/ uchar ReadOneChar(void)//讀一個(gè)字節(jié) { uchar i = 0。0x01。 for (i = 8。 else 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 35 flag=1。 //單片機(jī)將 DQ 拉低 Delay(80)。首先主機(jī)發(fā)復(fù)位脈沖，即寬度范圍為 StS ?? 960480 ?? 的負(fù)脈沖，拉高 15~90 S? 以延時(shí)等待，然后通過輸入 /輸出線讀存在脈沖，為低說明存在，復(fù)位成功；否則說明不存在，復(fù)位失敗，必須對 DS18B20重新初始化。本設(shè)計(jì)中需注意當(dāng)距離過遠(yuǎn)或者沒有返回信號時(shí)候，定時(shí)器 T1的溢出必須處理。 _nop_()。 CNT=0。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 33 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 //計(jì)次單元加 1 _nop_()。 TH1=0。 EA=1。 TL0=0xA0。i29。 //計(jì)算距離 hextobcd()。 count=0。 //等待超聲波返回 TR1=0。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 30 TR0=1。 while(i)。i++) delay1ms()。 //顯示 sta_flag=0。j255。所以系統(tǒng)最小測量約為 112mm； 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 29 系統(tǒng)主程序如下： void main(void) { uchar i,j。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 27 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu) (1)DS18B20溫度傳感器接口模塊，分為初始化程序、寫入命令以及讀取子程序等部分； (2)基于 YB1602的顯示模塊，分為 初始化子程序、寫入子程序以及顯示子程序； (3)溫度補(bǔ)償與距離計(jì)算模塊、分為超聲波發(fā)送控制程序、接收處理程序、溫度補(bǔ)償子程序等； (4)本次設(shè)計(jì)使用 C 語言編寫程序， C 語言相比匯編有許多的優(yōu)勢；編譯器使用 Keil ? Version2進(jìn)行程序編譯， Keil 功能強(qiáng)大使用方便。 顯示模式設(shè)置： (初始化 ) 0011 0000 [0x38]設(shè)置 162顯示， 57點(diǎn)陣， 8位數(shù)據(jù)接口； 顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置： (初始化 ) 0000 1DCB D 顯示 (1有效 )、 C 光標(biāo)顯示 (1有效 )、 B 光標(biāo)閃爍 (1有效 ) 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 24 0000 01NS N=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加 1 amp。 圖 LCD 顯示電路 操作控制表 操作 讀狀態(tài) 寫指令 讀數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=0， RW=1，E=1 RS=0， RW=0， D0~7= 指令碼， E=H 脈沖 RS=1， RW=1，E=1 RS=1， RW=0， D0~7= 數(shù)據(jù)， E=H 脈沖 表 LCD1602 操作指令 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。 第六腳 E：使能端，當(dāng) E 由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)執(zhí)行 命令。 第三腳 VO：對比度調(diào)整端。 LCD 顯示電路 本設(shè)計(jì)采用 LCD 液晶顯示屏顯示。其中高五位為擴(kuò)展符號位。 DS18B20 是美國 DALLS公司推出的 DS1820 的替代產(chǎn)品，具有 1 12 位的轉(zhuǎn)換精度，未編程時(shí)默認(rèn)的精度是 12 位，測量精度一般為176。 7 腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電 阻到電源端，推薦阻值為 22kΩ，沒有接受信號是該端輸出為高電平，有信號時(shí)則產(chǎn)生下降。 4 腳：接地端。 2 腳：該腳與地之間連接 RC 串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。 CX20216 是日本索尼公司的產(chǎn)品，采用單列 8 引腳的直插式封裝，內(nèi)部包含自動偏置控制電路、前置放大電路、帶通濾波、峰值檢波、積分比較器、斯密特整形輸出電路，配合少量外接元件就可以對 38KHz 左右的信號的接收與處理，該芯片內(nèi)部如下圖所示： 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 21 圖 CX20216 內(nèi)部結(jié)構(gòu) CX20216 構(gòu)成本次設(shè)計(jì)接收電路如下圖： 圖 超聲波接收電路 使用 CX20216A 集成電路對接收探頭受到的信號進(jìn)行放大、濾波。本次我采用第一種方法產(chǎn)生超聲波，非門可以選用 74LS04，具體電路如圖： 圖 超聲波發(fā)送電路 從圖中可知，當(dāng)輸入的信號為高電平時(shí)，上面經(jīng)過兩級反向 CSB40T 的 1 引腳為高電平，下面經(jīng)過一級反向后為低電平；當(dāng)輸入信號為低電平時(shí)，正好相反，實(shí)現(xiàn)了振蕩的信號驅(qū)動 CSB40T，只要控制信號接近 40KHz，就能產(chǎn)生超聲波。可以采用軟件產(chǎn)生 40KHz 的超聲波信號，通過輸出引腳輸入至驅(qū)動器，經(jīng)過動器驅(qū)動后推動探頭產(chǎn)生超聲波。 圖 按鍵電路 蜂鳴器電路 本次設(shè)計(jì)通過一只蜂鳴器來提示用戶按鍵按下了，現(xiàn)在單片機(jī)開始了測距。 圖 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 當(dāng)使用單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘電路時(shí)，單片機(jī)的 XATL1 和 XATL2 用來接石英晶體和微調(diào)電容，如圖所示，晶體一般可以選擇 3M~24M，電容選擇 30pF 左右。只要該脈沖足夠?qū)捑涂梢詫?shí)現(xiàn)復(fù)位，即 20??RC? ms。 單片機(jī)電路 圖 單片機(jī)主電路 （注：在 protel 里沒做 STC90C52RD+單片機(jī)，在本論文中均用 AT89S52 代替） 引腳功能： P0 口用來送顯示信號給 LCD 的數(shù)據(jù)為， P20~P22 送命令到 LCD 控云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 18 制 LCD 的顯示 方式。 (5) STC90C52RD+晶振頻率高達(dá) ，運(yùn) 行速度更快。 單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)電路 本次我 采用了 STC 公司的 STC90C52RD+,該單片機(jī)主要特點(diǎn)如下： (1) STC90C52RD+系列單片機(jī)以 8051 為內(nèi)核，兼容 MCS51 系列單片機(jī)。 圖 運(yùn)放構(gòu)成的超聲波接收電路 (3) LM1812 收發(fā)集成電路構(gòu)成 LM1812 是一種專用于超聲波接收和發(fā)送的集成電路，它即可做發(fā)送電路，又可以做接收電路使用。第一級中3R為集電極負(fù)載電阻 ； 2R 為偏流電阻，同時(shí)引入了交直流并聯(lián)電壓負(fù)反饋，可以較有效的穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，改善非線性失真以及增益的穩(wěn)定性；4R是發(fā)射極負(fù)反饋電阻，引入直、交流串聯(lián)電流負(fù)反饋，具有穩(wěn)定工作點(diǎn)、增益、改善失真、提高輸入阻抗等作用。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 14 圖 555 構(gòu)成的超聲波發(fā)射電路 圖 是由非門構(gòu)成的一個(gè)振蕩器發(fā)送電路，用非門構(gòu)成的電路簡單，調(diào)試容易。超聲波發(fā)射器的壓電晶片可等效于一個(gè)串聯(lián) LC 諧振電路，具有選頻作用，因此該振蕩器只能振蕩在超聲波發(fā)射頭的固有諧振頻率 0f 。因?yàn)槌暡ㄔ跇?biāo)準(zhǔn)空氣中的傳播速度為 米 /秒，由單片機(jī)負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)，單片機(jī)使用 晶振，所以此系統(tǒng)的測量精度理論上可以達(dá)到毫米級。本測量電路采用第二種方案。也就是說，若在壓電晶片兩邊加以頻率為 0f的交流電電壓時(shí)，它就會產(chǎn)生同頻率的機(jī)械振動，這種機(jī)械振動推動空氣的張弛，當(dāng) 0f 落在音頻范圍內(nèi)時(shí)便會發(fā)出聲音。 (2) 空化作用 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 11 在流體動力學(xué)指出，存在于液體中的微氣泡在聲場的作用下振動，當(dāng)聲壓達(dá)到一定的值時(shí)，氣泡將迅速膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，這種膨脹、閉合、振動等一系列動力學(xué)過程稱為空化。 由于超聲波的干涉，在輻射器的周圍形成一個(gè)包括最大最小的揚(yáng)聲場。 (3)超聲波的干涉 如果在一種介質(zhì)中傳播幾個(gè)聲波，于是產(chǎn)生波的干涉現(xiàn)象。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術(shù) 10 當(dāng)超聲波垂直入射界面時(shí)，即 0???? ，則： 1122112211ccccR??????? 1122