【正文】 f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(dāng) f落在音頻范圍內(nèi)時便會發(fā)出聲音。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍。當(dāng) RS 和R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電 平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 (9)指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 （ 6） 6腳： 該腳與地之間接一個積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為 330pF，如 果該電容取得太大，會使探測距離變短。從而保證整個系統(tǒng)的品質(zhì)，可靠性以及可升級性。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 下面是 CX20xx6A 集成 電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ： 圖 CX20xx6A 集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 下圖是 CX20xx6A 外部引腳圖： 圖 CX20xx6A 外部引腳圖 若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，推薦參數(shù)為 f。 C，在10～ +85176。 (5)指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。 (2)第 2腳： VDD 接 5V 正電源。由于在這 的時間里，超聲波發(fā)出到遇到返射物返回的距離如下： 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 2 ))(()(3 40 12 sXXmL ??? 圖 超聲波測距原理 超聲波測距的系統(tǒng)框圖如圖 所示： 圖 超聲波測距的系統(tǒng)框圖 1602 字符型液晶 顯示器 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示數(shù)字、字母、符號等點陣式 LCD， 現(xiàn)在常用的模塊有 16* 16* 20* 40*2 行等。 （ 3） 濾波電路采用的是電解電容和二極管并聯(lián)方式濾波，簡單的講就是電容兩端電壓升高時，電容充電，電壓降低時，電容放電，讓電壓降低時的坡度變得平緩，從而起到濾波的作用。超聲波接收電路如圖 所示。轉(zhuǎn)換周期與轉(zhuǎn)換精度有關(guān)， 9位轉(zhuǎn)換精度時，最大轉(zhuǎn)換時間為 ms， 12 位轉(zhuǎn)換精度時，最大轉(zhuǎn)換時間為 750ms。 (8)第十五腳 BLA:背光電源正極輸入 端。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 測按鍵是否被按下， 在軟件中通過軟件延時來消除按鍵的機械抖動。 接入 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)采集端。 通過簡單的外圍電路發(fā)生和接收超聲波，單片機通過采樣獲取到 超聲波的傳播時間，用軟件來計算出距離，并且可以采集環(huán)境溫度進(jìn)行測距補償，其測量精度高 、 電路小巧 、 可靠性好 、 反映速度快。 按照系統(tǒng)設(shè)計的功能要求，初步 確定設(shè)計的系統(tǒng) 由單片機 最小單元 模塊、超聲波發(fā)射接收 模塊 、 顯示模塊共四個模塊組成?？捎糜诮ㄖさ匾约耙恍┕I(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控 、 汽車倒車?yán)走_(dá)，也可用于如液位、井深、管道長度的測量等。近年來此技術(shù)廣泛應(yīng)用于移動機器人的研制 。為了以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超生波和接收超聲波。隨著測距 系統(tǒng) 的技術(shù)進(jìn)步，測距 系統(tǒng) 將從具有單 一的 判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。城市污水給人們 的生活環(huán)境 帶來了困擾 。進(jìn)一步要求以后生產(chǎn)的超聲測距 系統(tǒng) 能夠具有雙顯及內(nèi)帶有單板機的微處理功能。 因此在機械手控制、液位測量、物體識別、車輛自動導(dǎo)航等方面有廣泛應(yīng)用。激光測距的方法主要有 以下幾種 ：三角測量法、脈沖法、反饋法測距、相位法、縱模拍頻測距法、干涉法測距， 從測量范圍和技術(shù)成熟度方面考慮，相位法和脈沖法可以優(yōu)先選擇 。 在常溫下 ， 超聲波的傳播速度為 340m/s， 但其傳播速度 v 易受到空氣中溫度、濕度、壓強等因素的影響 ， 其中溫度的影響最大。 激光測距具有高亮度、高單色性、高方向性、測量速度快等優(yōu)勢，尤其 在 雨霧 天氣下 有一定的穿 透能力，抗干擾能力強，但其成本高、數(shù)據(jù)處理復(fù)雜。 （ 4） AT89S52 支持 ISP（在線編程），不需要把單片機從電路板取下來就可以擦寫程序。電路如圖 所示 。 其具有體積小、功耗低、界面美觀大方等優(yōu)點，這里使用 YB1602 液晶屏， 1602 顯示模塊用點陣圖形顯示字符，顯示模式分為 2 行 16個字符。超聲波探頭將電信號轉(zhuǎn)換為機械波發(fā)射出去，而單片機所產(chǎn)生的 40 kHz 的方波脈沖需要進(jìn)行放大才能將超聲波探頭驅(qū)動 將超聲波發(fā)射出去，所以發(fā)射驅(qū)動實際上就是一個信號的放大電路，本設(shè)計選用74LS04 芯片進(jìn)行信號放大，超聲波發(fā)射電路如圖 。此模塊的測距范圍為 2 cm～ 5 m，能基本滿足測距要求，而且其精度可以達(dá)到 cm，盲區(qū)僅僅為 2 cm，完全可以能夠滿足本設(shè)計的測距要求，而且測距也比較穩(wěn)定。反之，如果由超聲波機械振動作用于陶瓷片使其發(fā)生微小的形變時，那么壓電晶片也會產(chǎn)生與振動頻率相同的微弱的交流信號。 （ 2） 數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更 加簡單可靠，操作更加方便。 (6)第 6腳： E端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 (10)指令 10：寫數(shù)據(jù)。 DS18B20 采用 3 腳 PR35 封裝（圖 ),DS18B20 數(shù)字化溫度傳感器的主要性能如下： (1)適用電壓為 3V～ 5V； (2)9～ 12 位分辨率 可以調(diào)節(jié)的 ，對應(yīng)的可編程溫度分別為 ℃、 ℃、℃、 ℃； (3)TO9 SOIC 及 CSP 封裝可選； (4)測溫范圍： 55℃～ 125℃； (5)精度： 10℃～ 85℃范圍內(nèi)177。 （ 7） 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。 Keil C51 的編譯環(huán)境如圖 所示。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 （ 3） 3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低； 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 （ 8） 8腳：電源正極， ～ 5V。 C～ +125176。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 ： 1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖 所示： 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 表 所示： 表 引腳功能表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 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 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 (1)第 1腳： VSS 為地電源。 X2 是聲波返回的時刻， X1 是聲波發(fā)聲的時刻， X2X1 得出的是一個時間差的絕對值，假定X2X1=，則有 340m =。 （ 2） 單相橋式整流電路，就是將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為所需電壓，整流電路由四只整流二極管組成。 CX20xx6A 芯片電路本身就具有很高的抗干擾的能力，而且靈敏度也比較高，所以，能滿足本設(shè)計的要求。其中高五位為擴展符號位。 (7)第 714腳： 8位數(shù)據(jù)線 D0D7。 尤其注意的是在實際電路設(shè)計時，應(yīng)該注意盡量保證外接的振蕩器和電容靠近單片機的 XTAL1 和 XTAL2 引腳處，這樣可以減小寄生電容的影響， 使得振蕩器能夠穩(wěn)定可靠 地為單片機 CPU 提供時鐘信號。 引腳功能： P0 口 接入 LCD 數(shù)據(jù)端顯示數(shù)據(jù) ， P20~P22 送命令到 LCD 控制 LCD 的顯示方式。 方案三采用基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)， 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)往往調(diào)試?yán)щy 、 可靠性差 、 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(yīng)用。 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 vtH 21? (25) 由式 （ 25）可知， 因此容易得出，只需要測量出超聲波往返時間，就可以算出發(fā)射器到障礙物之間的距離。該測距系統(tǒng) 測量精度高，使用方便。利用超聲波 檢測 優(yōu)點就是比較迅速、計算簡單、易于做到實時 控制 ，并且 測量精度也更容易達(dá)到工業(yè)實用的要求。目前國內(nèi)也 陸陸續(xù)續(xù) 出現(xiàn)了各類數(shù)字化超聲波測距設(shè)備，并已 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 本課題研究的主要內(nèi)容 超聲波 指的是 頻率高于 20KHz 的機械波。 不用懷疑 ，無線的超聲波測距 系統(tǒng) 將 向 自動化智能化 靠攏 ，與其他的測距 系統(tǒng) 集成和融合，形成多 類型 測距儀。 因此，涵 洞 的排污疏通對城市給排水系統(tǒng) 的 污水處理，人們生活 的 舒適 程度 顯得非常重要。隨后具有檢測，記錄，存儲，數(shù)據(jù)處理與分析等多項功能的智能化檢測分析儀相繼研制成功。特 別是 運 用 在 空氣測距 當(dāng)中 ，由于空氣中 超聲波 波速較慢，其回波 信號 中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu) 信息 就 很輕易 的被 檢測出來，具有很高的分辨力， 因而其正確 率 也 比 其它方法要 高；而且超聲波 傳感器 具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、信號處理可靠等特點。 本設(shè)計采用的方法是相位式測距法，激光相位測距中，通過把連續(xù)的激光進(jìn)行幅度調(diào)制，調(diào)制光的光強會做周期性變化，最后測定出調(diào)制光往返的相位 變化就能求出距離 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 和時間。一般溫度每升高 1℃ ， 速增加約為 。 與前幾種測距方式相比 較 ，超聲波測距可以直接測量近距離 的 目標(biāo)，適用范圍廣 、縱向分辨率高 、 方向性強，并 且 具備不受煙霧、光線、電磁干擾等因素 的 影響，且覆蓋面較大等優(yōu)點。 （ 5） AT89S52 晶振頻率高達(dá) 24M，運行速度更快。 通過單片機軟件產(chǎn)生 3KHz 的信號從 口送到三極管 C9013 的基極，控制著電壓加到蜂 鳴器上，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音。它具有 16 個引腳，其正面左起為第一腳，如圖 所示：