【正文】 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 7805 的主要特點(diǎn)： 1. 輸入電壓為 5~18V ，最高可達(dá) 35V 2. 輸出電壓： 5V 第 16 頁 3. 輸出電流可達(dá)： 1A 4. 具有短路保護(hù)功能 5. 具有過熱保護(hù)功能 6. 輸出晶體管 SOA 保護(hù) 7. 極限值（ T=25℃） 8. 接到空氣的熱阻： 65℃ /W 9. 接到殼的熱阻： 5℃ /W 10. 溫度工作范圍： 0~125℃ 11. 溫度貯存范圍： 65~150℃ 直流電壓的穩(wěn)壓電源電路如圖 所示： 圖 3. 3 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04 的電路圖如下： 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04 的電路圖 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04 的電路圖如圖 所示： 第 17 頁 圖 3. 4 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04 的引腳說明 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04 的引腳功能如表 格 4 所示： 表格 4 引腳名稱 引腳說明 VCC 5V 電源 GND 電源 地 TRIG 觸發(fā)控制信號(hào)輸入 ECH0 回響信號(hào)輸出 其中， 引腳 TRIG 為單片機(jī) TX 輸入 /輸出口， ECH0 為單片機(jī) RX 輸入 /輸出口。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響， C C4 可在 20pF 到 100pF 之間取值，在本設(shè)計(jì)中，振蕩晶體選擇 12MHZ,電容選擇 30pF。 第 13 頁 第三章 系統(tǒng) 總體電路 圖 本系統(tǒng)是由 電源電路 、 時(shí)鐘電路 、 單片機(jī)處理單元， 超聲波發(fā)射和接收電路，顯示電路組成。 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04 的特點(diǎn) HCSR04超聲波測(cè)距模塊可提供 2cm400cm的非接觸式距離感測(cè)功能， 第 10 頁 測(cè)距精度可達(dá)到 3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器具有速度高，功 耗低等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng) P0 口作為輸入 /輸出口時(shí)， P0 是一個(gè) 8 位準(zhǔn)雙向口，內(nèi)部有弱 第 8 頁 上拉電阻，無需外接上拉電阻。在單芯片上， 該芯片 擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案 ?？梢?利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間 ，從而 計(jì)算 時(shí)間差， 通過單片機(jī)的運(yùn)算處理 ,計(jì)算出結(jié)果，并把測(cè)距 結(jié)果輸出 到 LCD 顯示。 其系統(tǒng)原理框圖如下 圖表 1： 圖表 1 這種以單片機(jī)為核心的超聲波測(cè)距系統(tǒng) 是 通過單片機(jī)記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間 來計(jì)算測(cè)量距離 。超聲波技術(shù)的 應(yīng)用領(lǐng) 域包括：測(cè)距、避障、機(jī)器人定位、曲面仿真等。 超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦裕悍瓷洹?折射 、 干涉 、 衍射 、 散射。 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波 在傳感器中 的應(yīng)用 也 越 來越廣泛。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 基于單片機(jī) LCD 顯示的超聲波測(cè)距系統(tǒng) 基于單片機(jī) LCD 顯示的超聲波測(cè)距系統(tǒng) 摘要： 超聲波具有指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，傳播距離較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，所以，在利用傳感器技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的測(cè)距方案中，超聲波測(cè)距是目前應(yīng)用最普遍的一種，它廣泛應(yīng)用于防盜、倒車?yán)走_(dá)、水位測(cè)量、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。 作為 一種 非接觸式測(cè)距技術(shù)， 超聲波測(cè)距與其它非接觸式的 測(cè)距 方式方法，如 CCD 探測(cè)、 激光測(cè)距 、 雷達(dá)測(cè)距 等 相比，可以直接測(cè)量近距離目 標(biāo)、適用范圍廣、縱向分辨率高、方向性強(qiáng)、 并 且 具備不受 煙霧、 光線、電磁干擾等因素 的 干擾，且覆蓋面較大等優(yōu)點(diǎn)。它 與物理緊密 的 聯(lián)系， 應(yīng)用靈活， 所以 更適合與高溫，高粉塵，高濕度和高強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作。 盡管如此，超聲波技術(shù) 也存在一 些急需 攻克的問題，主要包括： 1. 其測(cè)量精度的級(jí)別有待提高，測(cè)量距離不夠遠(yuǎn) 2. 在 一些高精度或遠(yuǎn)距離的產(chǎn)品 中 的 ，超聲波組成 電路復(fù)雜， 而且成本較高 3. 超聲波測(cè)距依然存在一定距離的育盲區(qū)。利用單片機(jī) 的定時(shí)器 計(jì)時(shí) ， 能 提高測(cè)距精度和 準(zhǔn)確 率 ，而且單片機(jī)控制方便，計(jì)算簡(jiǎn)單。 第 5 頁 第二章 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)、 LCD 顯示電路、超聲波發(fā)射和接收電路三部分。 方案二 選用 STC12C5A60S2 單片機(jī) STC12C5A60S 單片機(jī)是 STC 公司 生產(chǎn)的單時(shí)鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但運(yùn)行 速度 要 比 傳統(tǒng) 8051 快 812 倍。當(dāng) P0 作為地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用時(shí)，是低8 位地址線 A0~A7，數(shù)據(jù)線 D0~D7； ： 標(biāo)準(zhǔn) IO 口、 ADC 輸入通道 0、獨(dú)立波特率發(fā)生器的時(shí)鐘輸出 ； ： 標(biāo)準(zhǔn) IO 口、 ADC 輸入通道 1； ： 標(biāo)準(zhǔn) IO 口、 ADC 輸入通道 PCA 計(jì)數(shù)器的外部脈沖輸入腳，第二串口數(shù)據(jù)接收端 ； ： 外部信號(hào)捕獲，高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出、第二串口數(shù)據(jù)發(fā)送端 ； ： SPI 同步串行接口的從機(jī)選擇信號(hào) ； ： SPI 同步串行接口的主出從入 (主器件的輸入和從器件的輸出 )； ： SPI 同步串行接口的主入從出 ； ~： P2 口內(nèi)部有上拉電阻，既可作為輸入輸出口 (8 位準(zhǔn)雙向口 )，也可作為高 8 位地 址總線使用； ： 標(biāo)準(zhǔn) IO 口、串口 1 數(shù)據(jù)接收端 ； ： 外部中斷 0，下降沿中斷或低電平中斷 ； ：外部中斷 1； ： 定時(shí)器計(jì)數(shù)器 0 外部輸入、定時(shí)器 0 下降沿中斷、定時(shí)計(jì)數(shù)器 0 的時(shí)鐘輸出 。 需作為 AD 使用的口先將 P1ASF 特殊功能寄存器中的相應(yīng)位置為‘ 1’，將相應(yīng)的口設(shè)置為模擬功能?；竟ぷ髟恚? 1. 采用 I0 口 TRIG 觸發(fā)測(cè)距，給至少 10us 的高電平信 號(hào)； 2. 模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40Khz 的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回； 3. 有信號(hào)返回，通過 I0 口的 ECH0 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如 圖表 2 所示 ： 圖表 2 STC12C5A60S2 單片機(jī)的最小系統(tǒng)組成 STC12C5A60S2 最小 系統(tǒng)包括復(fù)位電路、晶振電路、電源和地 。 在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 顯示模塊 LCD1602： 顯示模塊 LCD1602 的電路圖 顯示模塊 LCD1602 的電路圖如圖 所示： 第 18 頁 圖 3. 5 1602LCD 的引腳說明 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 格 5 所示 : 表格 5 引腳 編號(hào) 引腳 符號(hào) 引腳說明 引腳 編號(hào) 引腳 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 引腳接口 主要 說明 ： 第 1 引 腳： VSS 為地電源。 第 15 引 腳：背光源正極。 for(i=0。 //算出來是 CM } T0 中斷用來計(jì)數(shù)器溢出程序 void zd0() interrupt 1 //T0 中斷用來計(jì)數(shù)器溢出 ,超過測(cè)距范圍 { flag=1。 // DisplayOneChar(0, 1, ASCII[0])。本系統(tǒng)采用單片機(jī)STC12C5A60S2 作為控制器，主要電路包括超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、顯示電路?？傊ㄟ^本次設(shè)計(jì)不僅進(jìn)一步強(qiáng)化了專業(yè)知識(shí)，還掌握了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方法、步驟等，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 //定義 LCD 引腳 sbit LCM_RS =P2^0。 void WriteDataLCM(unsigned char WDLCM)。039。439。839。M39。 //寫數(shù)據(jù) void WriteDataLCM(unsigned char WDLCM) { 第 28 頁 ReadStatusLCM()。 //根據(jù)需要檢測(cè)忙 LCM_Data = WCLCM。 LCM_E = 0。 LCM_E = 0。 WriteCommandLCM(0x38,0)。 // 顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 WriteCommandLCM(0x0F,1)。 //算出指令碼 WriteCommandLCM(X, 1)。 //限制 X 不能大于 15， Y 不能大于 1 while (DData[ListLength]0x19) //若到達(dá)字串尾則退出 { if (X = 0xF) //X 坐標(biāo)應(yīng)小于 0xF { DisplayOneChar(X, Y, DData[ListLength])。 while(TempCycB)。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 DisplayOneChar(0, 1, ASCII[11])。 DisplayOneChar(0, 1, ASCII[disbuff[0]])。 for(。 //延時(shí)片刻 (可不要 ) DisplayListChar(0, 0, mcustudio)。 //設(shè) T0 為方式 1， GATE=1； TH0=0。 //開啟計(jì)數(shù) while(RX)。 //關(guān)閉計(jì)數(shù) Conut()。 ET0=1。 ReadDataLCM()。ms) { while(i) { j=10。 //顯示點(diǎn) DisplayOneChar(2, 1, ASCII[disbuff[1]])。 //顯示點(diǎn) DisplayOneChar(2, 1, ASCII[11])。 } TX=0。 _nop_()。 _nop_()。 } /********************************************************/ void StartModule() //啟動(dòng)模塊 { TX=1。 X++。 //發(fā)數(shù)據(jù) } //按指定位置顯示一串字符 void DisplayListChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char code *DData) { unsigned char ListLength。= 0x1。 Wri