【正文】 穩(wěn)壓電路設計 穩(wěn)壓電路的作用是當輸入交流電源電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。由于橋式整流電路克服了半波整流的缺點，在 橋式整流電路中，由于每兩只二極管只導通半個周期，故流過每個二極管的平均電流僅為負載電流的一半，與半波整流電路相比較，其輸出電壓提高，脈動成分減小了。 + 電 源 + 整 流 + 濾 波 + 穩(wěn) 壓 + u1 u2 u3 uI U0 _ 變壓器 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _ 圖 41 穩(wěn)壓電源的組成框圖 u1 u2 u3 uI U0 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 圖 42 整流與穩(wěn)壓過程 圖 1 穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過程 本次的設計的穩(wěn)壓電源電路原理圖如圖所示： 圖 43 電源變壓器部分電路設計 電源變壓器作用是將電網 220V 的變流電壓 V1 變換成整流濾波電路所需的畢業(yè)設計 變流電壓 V2。 （ 2） 功能設置。對 DDRAM 或 CGRAM 寫入數據之前必須設定 DDRAM 或 CGRAM 的地址。 （ 9）讀忙標志及地址計數器 AC 命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 BF AC 的值 功能：讀忙標志及地址計數器 AC 命令。 設置顯示行數，當 N=1 時雙行 顯示， N=0 時單行顯示。 （ 5）光標移位置命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 I S/C R/L ﹡ ﹡ 功能：移動光標或整個顯示字幕移位。 當 S=1 時，內容移動， S=0 時，內 容不移動。 地址計數器 AC 清零。 指令格式與指令功能 LCD 控制器 HD44780 內有多個寄存器，通過 RS 和 WR/ 引腳共同決定選擇哪一個寄存器選擇情況見表 HD44780 內部寄存器選擇表 RS WR/ 寄存器及操作 0 0 指令寄存器寫出入 0 1 忙標志和地址計數器讀出 1 0 數據寄存器寫入 1 1 數據寄存器讀出 總共有 11 條指令，它們的格 式和功能如下： （ 1）清屏命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 功能：清除屏幕，將顯示緩沖區(qū) DDRAM 的內容全部寫入空格（ ASCII20H）。如數字“ 1”的代碼是 00110001B（ 31H），又如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），可以看出英文字母的代碼與 ASCII 編碼相同。如果在外部一 HD44100外擴展多 40 路 /列驅動，則可驅動 16*2LCD。 HD44100 是作擴展顯示字符位的。 第 15 腳： BLA，背光源正極 第 16 腳： BLK，背光源負極 字符型液晶顯示模塊 RT1602C 的內部結構 液晶顯示模塊 RT1602C 的內部結構可以分為三部分：一、 LCD 控制器，二、為LCD 驅動器，三、 LCD 顯示裝置。 第 5 腳： WR/ 讀 /寫選擇，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。使用時只要向 LCM 送入相應的命令和數據就可以顯示所需的信息。它是由若干個 5*7 或者是 5*11 等點陣符位組成的，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。液晶顯示器按其 功能可以分為三類：筆段式液晶顯示器、字符點陣式液晶顯示器和圖形點陣式液晶顯示器。若主機拉低總線后能保持至少 60us 的低電平，則向單總線器件寫“ 0”。在讀時隙結束時， DQ 引腳將通過外部上拉電阻拉回至高電平。 再來看讀時隙。所有寫時隙必須在 60us 以上（即由高拉低后持續(xù) 60us 以上），各個寫時隙之間必須保證最短 1us 的恢復時間。 178。如果在引命令后主機產生讀時隙，那么只要器件在進行溫轉 換就會輸出 0，轉換完成后再輸出 1。主機可以隨時 發(fā)起復位脈沖以停止此操作。內存操作指令 在成功執(zhí)行了 ROM 操作命令之后，才可以使用內存操 作命令。如果總線上掛接多個 DS18B20，并且在此命令后執(zhí)行讀寫命令，將會發(fā)生數據沖突。共有 5 位 ROM 操作命令，如下表所示 ROM 操作命令 命令類型 命令字節(jié) 功能說明 Read Rom （讀 ROM) 33H 此命令讀到激光 ROM 中的 64 位，只能于總線上單個 DS18B20 器件的情況，多掛接則發(fā)生數據沖突。單線器件 DS18B20 檢測到該上升沿后，延時 15~60us，通過拉低總線 60~240us 來產生應答脈沖。 DS18B20 的單線協(xié)議和命令： 178?？偩€上的主機在溫度變換期間不需要一直使 DQ 線保持高電平，這就允許在變換期間內其他數據在單線上傳送。解決的方法是在發(fā)生溫度變換時，在 DQ 線上提供 強的上拉，比如用 MOSFET 管把 DQ 線直接拉到電源。 為了使 DS18B20 能完成準確的溫度變換，當溫度變換發(fā)生時， DQ 線上必須提供足夠的功率。 178。這些信號中，除了應符答脈沖，其他均由主機發(fā)起，并且所有命令和數據都是字節(jié)的低位在前。 主機和從機之間的通信主要分為 3 個步驟：初始化單線器件、識別單線器件和單線數據傳輸。 單線技術適用于單主機系統(tǒng)，單主機能控制一個或多個從機設備。漏極開路，常態(tài)下高電平。 溫度傳感器（ DS18B20）的引腳分布圖及其功能 單片機選用 Atmel 公司常用的單片機芯片 AT89S52， 它完全可以滿足采集、控制、數據處理的需要。 ③ 實際應用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。 （ 3） 控制總線 （ CB）：由部分 P3口的第二功能狀態(tài)和 4根獨立控制線 RESET、EA 、 ALE、 PSE 組成。 VSS：地線 VCC： +5V 電源 P3 口的第二功能如表 31 口線 第二功能 替代的專用功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 0INT 外部中斷 0 1INT 外部中斷 1 T0 定時器 0的外部輸入 T1 定時器 1的外部輸入 WR 外部數據存儲器寫選通 表 31 P3 口的第二功能 AT89S52 的總線結構 AT89S52 的管腳除了電源、復位、時鐘接入、用戶 I/O口部分 P3外，其余管腳都是為實現(xiàn)系統(tǒng)擴展而設置的。此外由于 ALE 是以晶振六分之一的固定頻率輸出的正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖作用。 AT89S52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內含 2個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時 計數器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線，AT89S52 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。 由單片機產生一個信號，經過信號線，把信號引入到與超聲波發(fā)射器相連的信號引腳上，在由超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。 2 工作原理 我們做的是基于單片機的超聲波測距儀。 方案設計三： 采用鎖相環(huán)頻率合成技術 采用鎖相環(huán)頻率合成技術 ，也可以實現(xiàn)我們所需要的超聲波測距儀。又因其延時平均的特點，保證了 測距結果精度高、響應速度快。 畢業(yè)設計 1 方案選擇的論證和選擇 設計方案一： 采用單片機來控制的超聲波測距儀 采用單片機來控制的超聲波測距儀是先 由單片機產生一個信號，經過信號線，把信號引入到與超聲波發(fā)射器相連的信號引腳上，再由超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即 返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產生超聲波，一類 是用機械方式產生超聲波。蝙蝠分析回聲的方向和回傳時間，便可以知道環(huán)境的精確圖像。 人類的耳朵只能分辨頻率為 20至 2萬赫茲的聲音，頻率比人的聽頻范圍高的聲波就叫做超聲波。這些外圍器件包括諸如傳感器接口通道的大信號輸出的傳感器，數字化、智能化、集成化傳感器、各種類型的模數轉換器，集成化數據采集器， V/F 轉換器、跟蹤 /保持器、 多路選擇器、基準電源等，人機對話的各種鍵盤驅動器、 LED/LCD 顯示驅動器及相應的顯示模塊，語音合成器件、伺服控制通道接口的數據轉換器、 F/I 轉換器、以及形形色色的電子電力集成器件、數據通信通道接口各類電平轉換與驅動等等。它的形成與發(fā)展，使現(xiàn)代電子技術進入到一個嶄新的智能化時代，并推動了計算機外圍器件的發(fā)展。 超聲波傳感技術可以方便 的應用 在工業(yè)測、控系統(tǒng)，機器人感覺系統(tǒng)、行走系統(tǒng)中。由于超聲波的頻率高，相對較少出現(xiàn)繞射現(xiàn)象，所以回聲十分清晰。 目前，人們已經制成了許多超聲波發(fā)生器。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。充分利用了其多達 128 個宏單元、 68pin 可編程 I/O 口，使該器件可以將分頻功能、計數功能、顯示編碼功能、振蕩功能全部集于一體。 由于 EPM7128SLC8415 的算法復雜，所以在軟件實現(xiàn)起來編程也復雜。它的原理如圖 12 所示： 晶 振整 形電 路R 分 頻鑒 相 器F D環(huán) 路 濾 波 器L F可 變 分 頻 器N壓 控 振 蕩 器V C Of vf Rf i n 圖 12 綜上所述，因此選擇第一種設計方案。操作者可以通過幾個簡單的按鍵完成測量方式的選擇（實時監(jiān)測、手動測量）。由鍵盤， LED 顯示構成人機對話通道，以及溫度傳感器來構成由單片機最小系統(tǒng)來控制的超聲波測距儀，其結構框圖如下： 畢業(yè)設計 圖 21 總結構框圖 3 部分芯片介紹 AT89S52 的簡介 AT89S52 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8k bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 256 bytes 的隨機存取數據存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89S52 單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。 ALE 地址鎖存控制信號：在系統(tǒng)擴展時， ALE 用于控制把 P0口輸出低 8 位地址鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數據的隔離。 RST復位信號：當輸入的復位信號延續(xù) 2個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復位初始化操作。 （ 2） 數據總線（ DB）：數據總線寬度為 8 位，由 P0口提供。 ① 采用單線技術，與單片機通信只須一個引腳； ② 通過識別芯片各自唯一的產品序列號從而實現(xiàn)單線多掛接，簡化了分布式溫度檢測的應用。 ⑨ 用戶定義的、非易失性的溫度告警設置，用戶可自行設定告警的上下限溫度； ⑩ 告警尋找命令可以識別和尋址那些溫度超出設計預設告警界限的器件。 DQ（ 4 腳）：數據輸入 /輸出腳。美國達拉斯半導體公司推出了一項特有的單線 (1wire)技術，該技術與上述總線不同，它采用單根信號線，即可傳輸時鐘，又能傳輸數據，而且 數據傳輸是雙向的，因而這種單線技術具有線路簡單、硬件開銷小、成本低、便于擴展的優(yōu)點。單線通常要求外接一個約 5K 的上拉電阻，這樣，當該線閑置時，其狀態(tài)為高電平。 1wire 協(xié)議由復位脈沖、應答脈沖、寫 0、寫 讀 0 和讀 1 這幾種信號類型組成。寄生電源有兩個優(yōu)點。沒有正常電源條件下也可以讀 ROM。如果多個 DS18B20 連接，而且同時變換時，這一問題將變得更為突出。這種方法的優(yōu)點是在 DQ 線上不要求強的上拉。采用外部電源這種方式時， GND（地）引腳不可懸空。主機釋放總線時，會產生一個上升沿。 ROM 操作