【正文】 void puter(void) //距離計算函數(shù) { float c,d,s。 //補償 distance=sqrt(s)。 fuhao=1。 tmp%=1000。 //Init_LCD()。(a14)) { d=numcode[num[a]]。amp。 E = 0。 Read_Busy()。 } /**********************LCD 的初始化 ***************************/ void Init_LCD(void) { delay()。 基于 Proteus 的軟件仿真 （注：因為我正在學習 proteus,所以本文中的 proteus 部分均為熱心網(wǎng)友幫助的仿真結果） Proteus 是一款功能強大的軟件，其 ISIS 用來做仿真十分方便，尤其是單片機系統(tǒng)的仿真， 我們在本設計的開發(fā)初期，用 Proteus 來仿真我們的設計，以便驗證我們的設計 ，對設計的正確性 做出分析。電源采用 LM7805穩(wěn)壓。元件的封裝必須按照元件實務來確定其大小，比如焊盤大小、外輪廓的大小等，繪制封 裝過程中注意焊盤 必須設置成多層上，元件的外輪廓繪制在 Top OverLay,通常第一焊盤設置成方形。高頻電容布線盡量靠近電源并且粗短。一些典型的元件封裝如下： 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 49 圖 典型元件封裝 PCB 的電磁兼容設計 電磁兼容是指系統(tǒng)能在規(guī)定的電磁環(huán)境中正常工作而且不對該環(huán)境中其他設備產(chǎn)生過量的電磁干擾。 Altium dedsigner6操作更加容易，功能更加完善。 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 45 圖 Proteus 仿真 用 Proteus 繪制好電路圖后導入程序文件（用 Keil編譯過后的 HEX文件），然后就可以執(zhí)行仿真，我們在仿真的時候 得，由于在軟件中沒有 CX20216模型，所以 ， 則程序開始就認為返回信號獲得了，所以顯示了一個最小測量值 111mm，而溫度為 18176。//清顯示 // Write_Comm(0x02)。 } /*********************寫入數(shù)據(jù)函數(shù) ****************************/ void Write_Data(uchar lcddata) { Lcd_Data = lcddata。 E = 1。 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 42 } Write_Data(d)。 } Write_Data(d)。//清顯示 Write_Comm(0x80)。 tmp%=100。 tmp=tp。 /************************************** 數(shù)據(jù)轉換函數(shù) 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 39 **************************************/ void hextobcd(void) //轉化成 2進制 { float tp。 if(temp0x8000) //溫度大于 0 c=+*temp*。 //讀取一個字節(jié) b = ReadOneChar()。 //拼裝處理 Delay(15)。 //移位為寫入下一位準備 } } (3)字讀 DS18B20程序 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 36 讀取過程結合下面函數(shù)說明 /********************字讀函數(shù) *****************************/ uchar ReadOneChar(void)//讀一個字節(jié) { uchar i = 0。 for (i = 8。 //單片機將 DQ 拉低 Delay(80)。本設計中需注意當距離過遠或者沒有返回信號時候，定時器 T1的溢出必須處理。 CNT=0。 _nop_()。 //計次單元加 1 _nop_()。 EA=1。i29。 count=0。 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 30 TR0=1。i++) delay1ms()。j255。 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 27 第四章 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)程序的結構 (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)溫度補償與距離計算模塊、分為超聲波發(fā)送控制程序、接收處理程序、溫度補償子程序等； (4)本次設計使用 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進行程序編譯， Keil 功能強大使用方便。 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液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。 第三腳 VO：對比度調整端。其中高五位為擴展符號位。 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，有信號時則產(chǎn)生下降。 2 腳：該腳與地之間連接 RC 串聯(lián)網(wǎng)絡，它們是負反饋串聯(lián)網(wǎng)絡的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。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，當輸入的信號為高電平時，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；當輸入信號為低電平時，正好相反，實現(xiàn)了振蕩的信號驅動 CSB40T，只要控制信號接近 40KHz，就能產(chǎn)生超聲波。 圖 按鍵電路 蜂鳴器電路 本次設計通過一只蜂鳴器來提示用戶按鍵按下了，現(xiàn)在單片機開始了測距。只要該脈沖足夠寬就可以實現(xiàn)復位，即 20??RC? ms。 (5) STC90C52RD+晶振頻率高達 ，運 行速度更快。 圖 運放構成的超聲波接收電路 (3) LM1812 收發(fā)集成電路構成 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。 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 14 圖 555 構成的超聲波發(fā)射電路 圖 是由非門構成的一個振蕩器發(fā)送電路，用非門構成的電路簡單，調試容易。因為超聲波在標準空氣中的傳播速度為 米 /秒，由單片機負責計時，單片機使用 晶振，所以此系統(tǒng)的測量精度理論上可以達到毫米級。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，它就會產(chǎn)生同頻率的機械振動，這種機械振動推動空氣的張弛，當 0f 落在音頻范圍內時便會發(fā)出聲音。 由于超聲波的干涉，在輻射器的周圍形成一個包括最大最小的揚聲場。 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 10 當超聲波垂直入射界面時，即 0???? ，則： 1122112211ccccR??????? 1122112212ccccT?????? 如果 sin? 21cc ，入射波完全被反射，在相鄰兩個介質中沒有折射波。 可以推導出超聲波在空氣種傳播速度 TC G ??? 3 1 。 超聲波是聽覺閾值之外的振動，其頻率范圍在 104 —— 1012 Hz，其中通常的頻率大約在 104 —— 3 10? 6 之間。 5 實驗測試 1) 實驗檢查； 2) 測試數(shù)據(jù)。 超聲波測距電路可以由傳統(tǒng)的模擬或者數(shù)字電路構建，但是基于這些傳統(tǒng)電路構建的系統(tǒng)往往可靠性差，調試困難，可擴展性差，所以基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)被廣泛的應用。 （ 3）工業(yè)控制：各種智能儀器儀表、數(shù)控裝置、可編程控制器、分布式控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、機電一體化設備、汽車電子設備等。它的出現(xiàn)及發(fā)展使計算機技術從通用型數(shù)值計算領域進入到智能化的控制領域。 Abstract: In many special occasions, traditional methods based on the existence of insurmountable distance measuring defects, such as the measurement of corrosion in the liquid with strong electromagic interference, toxic and other adverse conditions, the ultrasonic range can be a very good solution to the problem of such . In this paper, focused on singlechip microputerbased ultrasonic ranging system, namely the principle of ultrasonic distance measurement, the occurrence of ultrasonic circuit, echo receiver, data acquisition, LCD data show the principle of singlechip applications, system hardware, DS18B20 the temperature pensation ， software design and production were discussed. Key words: ultrasonic ranging, singlechip, DS18B20 the temperature pensation, LCD display, software design, error analysis. 云南機電職業(yè)技術學院 電氣工程系 —— 電氣自動 化技術 2 目 錄 第一章 引言 ……… …………… .…………………… ....................... 6 單 片機應用系統(tǒng)概述 …………… .…… ………… .........................6 超聲波測距系統(tǒng)概述 …………… .… …………… ..........… .......... 7 設計任務 及 主要內容 ………… … .……… …… … ..........… .......... 7 第二章 超聲波測距的原理 …… …………… .……… …