【文章內容簡介】 圖310 時鐘電路 按鍵電路，電路原理如下：圖311按鍵電路 ，單片機通過 查詢到低電平開始測量距離，當松開按鍵。在軟件中通過軟件延時來消除按鍵的機械抖動。 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，現在單片機開始了測距。蜂鳴器時一塊壓電晶片，在其兩端加上3~5V的直流電壓，就能產生3KHz的蜂鳴聲。 圖 312蜂鳴器電路 ，控制著電壓加到蜂鳴器上，驅動蜂鳴器發(fā)出聲音。 超聲波發(fā)生器包括超聲波產生電路和超聲波發(fā)射控制電路兩個部分，超聲波探頭（“也稱為超聲波換能器”）的型號選用CSB40T（其中心頻率為40KHz）?？梢圆捎密浖a生40KHz的超聲波信號，通過輸出引腳輸入至驅動器，經過動器驅動后推動探頭產生超聲波。這種方法的特點是充分利用軟件，靈活性好，但是需要設計一個驅動電流為100mA以上的驅動電路。第二種方法是利用超聲波專用發(fā)生電路或通用發(fā)生電路產生超聲波信號，并直接驅動超聲波換能器產生超聲波。這種方法的特點是無需驅動電路，但缺乏靈活性。本次我們采用第一種方法產生超聲波，非門可以選用74LS04，具體電路如圖： 圖 313 超聲波發(fā)送電路 從圖中可知，當輸入的信號為高電平時，上面經過兩級反向CSB40T的1引腳為高電平，下面經過一級反向后為低電平；當輸入信號為低電平時，正好相反，實現了振蕩的信號驅動CSB40T，只要控制信號接近40KHz，就能產生超聲波。 超聲波接收包括接收探頭，信號放大以及波形變換電路三部分，超聲波接收探頭必須與發(fā)送探頭相同的型號，否則可能導致接收效果甚至不能接收。由于超聲波接收探頭的信號非常弱，所以必須用放大器放大，放大后的正弦波不能被微處理器處理，所以必須經過波形變換。本次設計為了降低調試難度，減少成本，提供系統(tǒng)可靠性，所以我們采用了一種用在彩色電視機上面的一種紅外接收檢波芯片CX20106，由于紅外遙控的中心頻率在38KHz，和超聲波的40KHz很接近，所以可以用來做接收電路。CX20106是日本索尼公司的產品，采用單列8引腳的直插式封裝，內部包含自動偏置控制電路、前置放大電路、帶通濾波、峰值檢波、積分比較器、斯密特整形輸出電路，配合少量外接元件就可以對38KHz左右的信號的接收與處理，該芯片內部如下圖所示： 圖314 CX20106內部結構 CX20106構成本次設計接收電路如下圖： 圖 315超聲波接收電路 使用CX20106A集成電路對接收探頭受到的信號進行放大、濾波。其總放大增益80db。以下是CX20106A的引腳注釋。1腳：超聲信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kΩ。2腳：該腳與地之間連接RC串聯(lián)網絡，它們是負反饋串聯(lián)網絡的一個組成部分，改變它們的數值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻R4或減小C4,將使負反饋量增大，放大倍數下降，反之則放大倍數增大。但C4的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改動，推薦選用參數為R4=，C4=1μF。3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作。4腳：接地端。5腳：該腳與電源間接入一個電阻，用以設置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。例如，取R=200kΩ時，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。6腳： 該腳與地之間接一個積分電容，標準值為330pF，如果該電容取得太大，會使探測距離變短。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，有信號時則產生下降。8腳：電源正極，～5V。 溫度采集DS18B20電路物理學告訴我們，超聲波在空氣中的傳播速度為：，由此可見，超聲波的速度和溫度密切關系，即溫度每增加1176。C，本次我們考慮溫度補償，以使我們的設計更加精確，溫度的采集通常使用DS18B20一線式數字溫度傳感器，電路非常簡潔，具體電路圖如下圖所示。圖316 DS18B20溫度傳感器DS18B20是美國DALLS公司推出的DS1820的替代產品，具有112位的轉換精度，未編程時默認的精度是12位，176。C，176。C，溫度輸出以16位符號擴展的二進制數形式提供，低位在先，176。C/LSB形式表達。其中高五位為擴展符號位。轉換周期與轉換精度有關，9位轉換精度時， ms，12位轉換精度時，最大轉換時間為750ms。DS18B20引腳判斷方法是：字面朝人，從左到右依次是1 （GND）、2（輸入/輸出）、3（VDD）。圖中的R13為上拉電阻，阻值選5K左右。 LCD顯示電路 本設計采用LCD液晶顯示屏顯示。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。它具有16個引腳，其正面左起為第一腳，如下圖所示：第一腳GND：接地。第二腳VCC：+5V電源。第三腳VO：對比度調整端。使用時通過接一個10K的電阻來調節(jié)。第四腳RS:寄存器選擇信號線。第五腳RW:讀寫信號線。第六腳E：使能端，當E由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r執(zhí)行命令。第7~14腳：8位數據線D0~D7。第十五腳BLA:背光電源正極輸入端。第十六腳BLK:背光電源負極輸入端。操作控制表　　操作　　讀狀態(tài)　　寫指令　　讀數據　　寫數據　　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=數據，E=H脈沖　　 表317 LCD1602操作指令 1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數字、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”。　　因為1602識別的是ASCII碼，試驗可以用ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如39。A’。1602通過D0~D7的8位數據端傳輸數據和指令。顯示模式設置： (初始化)0011 0000 [0x38]設置162顯示，57點陣，8位數據接口；顯示開關及光標設置： (初始化)0000 1DCB D顯示(1有效)、C光標顯示(1有效)、B光標閃爍(1有效)0000 01NS N=1(讀或寫一個字符后地址指針加1 amp。光標加1)，N=0(讀或寫一個字符后地址指針減1 amp。光標減1)，S=1 且 N=1 (當寫一個字符后，整屏顯示左移)s=0 當寫一個字符后，整屏顯示不移動數據指針設置：數據首地址為80H，所以數據地址為80H+地址碼(027H，4067H)其他設置：01H(顯示清屏，數據指針=0，所有顯示=0)；02H(顯示回車，數據指針 =0)。 電源電路 電源電路采用普通可調電源供電，該電源不含穩(wěn)壓器，所以在設計中需要用穩(wěn)壓器進行穩(wěn)壓，我們選用LM7805來獲得穩(wěn)定的+5V直流電壓，LM7805引腳排列和典型應用如下圖：圖 318 LM7805引腳和典型應用 圖 319 LM7805內部結構圖表 31 LM7805電氣參數 本設計電源電路如下： 圖 320 電源電路 輸入電壓（21V）經過7805的穩(wěn)壓輸出+5V的電壓，圖中的IN4007為保護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，電磁兼容的實踐證明，兩個差100倍的電容并聯(lián)使用效果很好。第4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。(5) 主程序，分為系統(tǒng)初始化、按鍵處理以及各個子程序的調度管理等部分。： 圖 41 系統(tǒng)軟件方框圖 系統(tǒng)主程序 本設計主程序的思想如下： (1)溫度為兩位顯示，距離為四位顯示單位為mm； (2)溫度每隔900ms采樣一次，DS18B20在12位精度下轉換周期為750ms ,故900ms滿足該速度要求；超聲波