【正文】 建立之后必須和原理圖元件關(guān)聯(lián)起來。首先在軟件中找到我們設(shè)計(jì)用的元件，然后連接好電路圖，設(shè)置好各個(gè)元件的參數(shù)值，特別注意液晶顯示屏的連接需要接上拉電阻。 E = 1。(b29)) { d=numcode[num[b]]。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動(dòng) 化技術(shù) 41 Write_Comm(0x01)。 } tp*=10。 uint t。 // 給脈沖信號(hào) if(DQ) dat |= 0x80。寫入程序如下： /********************字節(jié)寫入函數(shù) *****************************/ void WriteOneChar(unsigned char dat)//寫一個(gè)字節(jié) { unsigned char i = 0。 //延時(shí)避開直達(dá)信號(hào) } 超聲波的接收和處理 超聲波由超聲波接收頭接收，經(jīng)過 CX20216檢波放大變換后送到單片機(jī)的 ，程序中通過指令： Wile(0==CSBIN)； 來查詢，接收到超聲波信號(hào)后往下面執(zhí)行，進(jìn)行計(jì)算處理。 _nop_()。 //超聲波發(fā)送關(guān)閉 CSBIN=1。 if(15==count) //1S 到，檢測溫度 { temp=wd()。i20。 電源電路 電源電路采用普通可調(diào)電源供電，該電源不含穩(wěn)壓器，所以在設(shè)計(jì)中需要用穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，我們選用 LM7805來獲得穩(wěn)定的 +5V 直流電壓， LM7805引腳排列和典型應(yīng)用如下圖： 圖 LM7805引腳和典型應(yīng)用 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動(dòng) 化技術(shù) 25 圖 LM7805內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動(dòng) 化技術(shù) 26 表 LM7805電氣參數(shù) 本設(shè)計(jì)電源電路如下： 圖 電源電路 輸入電壓（ 21V）經(jīng)過 7805的穩(wěn)壓輸出 +5V 的電壓，圖中的 IN4007為保護(hù) 7805，防止電源極性接反損壞 7805，濾波電容采用 100uF 電解和 104瓷片電容并聯(lián)使用，電磁兼容的實(shí)踐證明，兩個(gè)差 100倍的電容并聯(lián)使用效果很好。 第二腳 VCC： +5V電源。 6 腳： 該腳與地之間接一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為 330pF，如果該電容取得太大，會(huì)使探測距離變短。這種方法的特點(diǎn)是無需驅(qū)動(dòng)電路，但缺乏靈活性。 復(fù)位電路 單片機(jī)在 RESET 端加一個(gè)大于 20ms 正脈沖即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，上電復(fù)位和按鈕組合的復(fù)位電路如下： 在系統(tǒng)上電的瞬間， RST 與電源電壓同電位，隨著電容的電壓逐漸上升， RST 電位下降，于是在 RST 形成一個(gè)正脈沖。 3）反相端對(duì)地不提供直流通路，因此通過隔直電容 2C 提供直流通路。超聲波測距適用于高云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動(dòng) 化技術(shù) 12 精度的中長距離測量。當(dāng) ??? ?? 21 時(shí)， r? ??? dcos2? ；當(dāng) d 2?? 的奇數(shù)倍時(shí)，兩波相互抵消合成幅度為 0。 超聲波在氣體和液體中，其傳播速度 CgL =（aB?1 ） 21 式中 ? —— 介質(zhì)的密度； aB —— 絕對(duì)壓縮系數(shù)。 4 系統(tǒng)軟件的編寫 1) 軟件的編寫和編譯檢查； 2) 基于 Proteus 的軟件仿真。 （ 2）家用電器：各種家電產(chǎn)品，如數(shù)字電視、機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)、 VCD、 DVD、可視電話、洗衣機(jī)、電冰箱、手機(jī)、智能玩具等。它的出現(xiàn)及發(fā)展使計(jì)算機(jī)技術(shù)從通用型數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)入到智能化的控制領(lǐng)域。 超聲波測距電路可以由傳統(tǒng)的模擬或者數(shù)字電路構(gòu)建，但是基于這些傳統(tǒng)電路構(gòu)建的系統(tǒng)往往可靠性差，調(diào)試?yán)щy，可擴(kuò)展性差，所以基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用。 超聲波是聽覺閾值之外的振動(dòng)，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。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動(dòng) 化技術(shù) 10 當(dāng)超聲波垂直入射界面時(shí)，即 0???? ，則： 1122112211ccccR??????? 1122112212ccccT?????? 如果 sin? 21cc ，入射波完全被反射，在相鄰兩個(gè)介質(zhì)中沒有折射波。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(huì)產(chǎn)生同頻率的機(jī)械振動(dòng)，這種機(jī)械振動(dòng)推動(dòng)空氣的張弛，當(dāng) 0f 落在音頻范圍內(nèi)時(shí)便會(huì)發(fā)出聲音。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動(dòng) 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。 (5) STC90C52RD+晶振頻率高達(dá) ，運(yùn) 行速度更快。 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。 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。其中高五位為擴(kuò)展符號(hào)位。 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(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)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(hào)、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”。j255。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動(dòng) 化技術(shù) 30 TR0=1。i29。 //計(jì)次單元加 1 _nop_()。 CNT=0。 //單片機(jī)將 DQ 拉低 Delay(80)。 //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(dòng) 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。 //讀取一個(gè)字節(jié) b = ReadOneChar()。 /************************************** 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(dòng) 化技術(shù) 39 **************************************/ void hextobcd(void) //轉(zhuǎn)化成 2進(jìn)制 { float tp。 tmp%=100。 } Write_Data(d)。 E = 1。//清顯示 // Write_Comm(0x02)。 Altium dedsigner6操作更加容易，功能更加完善。高頻電容布線盡量靠近電源并且粗短。電源采用 LM7805穩(wěn)壓。 } /**********************LCD 的初始化 ***************************/ void Init_LCD(void) { delay()。 E = 0。(a14)) { d=numcode[num[a]]。 tmp%=1000。 //補(bǔ)償 distance=sqrt(s)。 //跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作 WriteOneChar(0xBE)。 DQ = 1。 //DQ 復(fù)位 Delay(10)。 _nop_()。 sta_flag=1。 //標(biāo)志清零 } } } void sys_init(void) { uchar i。 i=100000。i255。 第十五腳 BLA:背光電源正極輸入端。C，溫度輸出以 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制 數(shù) 形式 提供 ， 低位 在先 ， 以176。以下是 CX20216A 的引腳注釋。 圖 時(shí)鐘電路 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系 —— 電氣自動(dòng) 化技術(shù) 19 按鍵電路 我們通過 來啟動(dòng)測量，程序中通過查詢 的電平來檢測是否按鍵被按下，電路原理如下： 當(dāng)按下按鍵時(shí) 為低電平，單片機(jī)通過 查詢到低電平開始測量距離，當(dāng)松開按鍵， 即為高電平。 (3) STC90C52RD+采用靜態(tài)時(shí)鐘方式，可以節(jié)省電能。 (2) 由集成電路構(gòu)成的發(fā)射電路 圖 為由 555 集成芯片構(gòu)成的振蕩、調(diào)制、激勵(lì)電路。 4 超聲波傳感器 超聲波傳感器主要有電致伸縮和磁致伸縮兩類，電致伸縮采用雙 壓電陶瓷晶片制成，具有可逆特性。聲波的反射系數(shù)和透射系數(shù)可以分別由如下兩 式求得： 圖 聲波反射 11211222coscoscoscosccccR??????????? 11221122c osc os2ccccT???????? 式中： ??, —— 分別為聲波的入射角和反射角； 2211 , cc?? —— 分別為兩介質(zhì)的特征阻抗，其中 21,cc 為反射波和折射波的速度。超聲波具有聚束、定向及反射、投射等特性。例 如，液面測量就是一種距離測量，傳統(tǒng)的電極法是采用差位分布電極，通過給電或脈沖來檢測液面，電極長期浸泡于水中或其他液體中，極易被腐蝕、電解，失去靈敏性。 【關(guān)鍵詞】 ：超聲波測距，單片機(jī)， DS18B20 溫度補(bǔ)償， LCD 顯示，軟件設(shè)計(jì)，誤差分析。 （ 4）商用設(shè)備：各種收款機(jī)、 POS 系統(tǒng)、電子秤、條形碼閱讀器、商務(wù)終端、IC 卡輸入設(shè)備、自動(dòng)柜員機(jī)、防盜系統(tǒng)等。 6 誤差分析 1）誤差的分析； 2）改進(jìn)。（ T 為環(huán)境溫度）。 3 超聲波對(duì)聲場產(chǎn)生的作用 (1) 機(jī)械作用 超聲波傳播過程中，會(huì)引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)交替的壓縮與伸張，構(gòu)成了壓力的變化，這種壓力的變化將引起機(jī)械效應(yīng)。 超聲波測距的算法設(shè)計(jì) : 超聲波在空氣中傳播速度為每秒鐘 340米（ 15℃ 時(shí)）。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(dòng) 化技術(shù) 16 圖 由 LM1812 構(gòu)成的接收電路 (4) CX20216 構(gòu)成的接收電路 圖 CX20216 構(gòu)成的接收電路 以上為常用的發(fā)射和接收電路，分立元件構(gòu)成的收發(fā)電路容易受到外界的干擾，體積、功耗也比較大。一般取 R? 1 ?K ， C? 22uF。 超聲波接收電路 超聲波接收包括接收探頭，信號(hào)放大以