基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-24 19:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓電晶片電極共振板 超聲波傳感器結(jié)構(gòu) 超聲波接收電路超聲波接收電路包括由MC3403構(gòu)成的三級(jí)回波放大電路以及LM358電壓比較整形電路兩部分,與超聲波接收傳感器T4016配合使用,實(shí)現(xiàn)超聲波的接收功能。 超聲波接收電路 放大電路及其參數(shù)的設(shè)計(jì)當(dāng)測(cè)量距離較大時(shí),超聲波的回波較弱,這時(shí)候就需要將信號(hào)放大,否則其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的幅值也會(huì)比較小。,設(shè)計(jì)中,采用三級(jí)放大電路,將信號(hào)最大能放大50萬(wàn)倍。其中運(yùn)算放大器IC3A、IC3B放大倍數(shù)為100倍,IC3C放大倍數(shù)為可調(diào)的。根據(jù)公式Au=R6/R4(以第一級(jí)放大電路為例),可以求得各放大電路的參數(shù)。計(jì)算后,取值如下，R3=10K，R4=10K，R6=1M，R7=1M。第三給放大是可調(diào)的Au=Rx/=10K。Rx為500K可調(diào)的滑動(dòng)變阻器。所以放大倍數(shù)是在（0～50）之間。，可以看到各個(gè)運(yùn)放的基準(zhǔn)電壓都是可調(diào)的。這樣更有利于達(dá)到自己想要的理想結(jié)果。超聲波接收頭接收到的40 kHz反射波交流信號(hào)。電容CCC12的作用為濾掉直流信號(hào),對(duì)電容的大小無(wú)特別要求,所以一律選為1000PF。其中的放大電路是由MC3403構(gòu)成的。MC3403是四低功耗運(yùn)算放大器。 MC3403的引腳結(jié)構(gòu) 電壓比較電路及其參數(shù)的設(shè)計(jì)電壓比較器的功能是比較兩個(gè)電壓值的大小,例如,將一個(gè)信號(hào)電壓U1和另一個(gè)參考電壓UR進(jìn)行比較,在U1UR和U1UR時(shí),電壓比較器輸出兩個(gè)不同的電平,即高電平和低電平。比較器的輸出通常只有高電平和低電平兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),因此它相當(dāng)于一個(gè)受輸入信號(hào)控制的開(kāi)關(guān),當(dāng)輸入電壓經(jīng)過(guò)閾值時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作,使輸出從一個(gè)電平跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)電平。系統(tǒng)中,比較器的作用是將信號(hào)電壓與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓相比較,當(dāng)信號(hào)電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí),比較器輸出正脈沖,Q1導(dǎo)通,單片機(jī)CPU發(fā)出中斷,記錄發(fā)射信號(hào)與接受信號(hào)之間的時(shí)間,并計(jì)算距離。在比較器的設(shè)計(jì)中要考慮兩點(diǎn)因素:第一,要使Q1導(dǎo)通。第二,。為了在實(shí)際應(yīng)用時(shí)能得到合適的參數(shù), kΩ的電阻,這樣,R10的阻值便可得到滿足上述條件的電壓信號(hào)。用做電壓比較器的的LM358，因?yàn)閺某暡ń邮盏男盘?hào)，要求有很高的靈敏度和精度，從放大電路出來(lái)的電壓變化是非常微妙的，必須配和可調(diào)的基準(zhǔn)電壓采能滿足進(jìn)行比較達(dá)到達(dá)到設(shè)計(jì)中的需要。LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。 LM358的引腳結(jié) LCD液晶顯示部分結(jié)構(gòu)在顯示模塊中，選擇了JM12864J型圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊進(jìn)行顯示。JM12864J一共有有20個(gè)引腳，包括數(shù)據(jù)引腳，控制引腳和電源引腳，硬件電路非常簡(jiǎn)單。強(qiáng)大的功能主要是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。 LCD JM12864J超聲波測(cè)距儀 －123距離：當(dāng)前溫度：00℃ LCD顯示屏 LCD的參數(shù)和性能及引腳介紹 JM12864J是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動(dòng)器/ 列驅(qū)動(dòng)器及128,也可以顯示84個(gè)(1616點(diǎn)陣)。主要技術(shù)參數(shù)和性能:216。 電源:VDD:+5V；LCD外接驅(qū)動(dòng)電壓為 ∽ 216。 顯示內(nèi)容:128(列)64(行)點(diǎn)216。 全屏幕點(diǎn)陣216。 七種指令216。 與CPU接口采用8位數(shù)據(jù)總線并行輸入輸出和8條控制線.216。 占空比1/64216。 工作溫度:10℃ ∽ +60℃ ,存儲(chǔ)溫度: 20℃ ∽ +70℃顯示器模塊的外部接口是通過(guò)它的外接引腳，由外部對(duì)其進(jìn)行讀寫操作共同形成的。外部引腳提供了接口的通道，而外部單片機(jī)對(duì)模塊的讀寫操作則執(zhí)行了單片機(jī)的模塊之間的信息交流，外部引腳編號(hào)為1～20。外接引腳編號(hào)、符號(hào)及其含義如表2所示。表2外部引腳及含義管腳號(hào)管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VDD電源電壓3V0液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓:0～5V4RSH/LRS=“H”,表示DB7~DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7~DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/WH/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7~DB0R/W=“L”,E=“H→L”, DB7~DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6EH/L使能信號(hào)：R/W=“L”,E信號(hào)下降沿鎖存DB7~DB0 R/W=“H”,E=“H” DDRAM數(shù)據(jù)讀到DB7~DB0 7～14DB0～DB7H/L數(shù)據(jù)總線15CS1H/LH:選擇芯片(右半屏)信號(hào)16CS2H/LH:選擇芯片(左半屏)信號(hào)17RESETH/L復(fù)位信號(hào),低電平復(fù)位18VOUT10VLCD驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓19LED+DC+5VLED背光板電源20LEDDC0VLED背光板電源 AT89C52和LCD顯示器模塊的接口AT89C52和LCD顯示器模塊的接口包括硬件接口和軟件接口兩個(gè)部分。硬件接口是指AT89C52和LCD顯示器模塊的信息邏輯接線方法。軟件接口是指AT89C52對(duì)LCD顯示器模塊的顯示控制方法及程序。下面分別介紹這兩種接口方法。 AT89C52和LCD顯示器模塊的硬件接口 。在圖中看出。，就產(chǎn)生能動(dòng)信號(hào)E?！?，用于控制LCD顯示模塊的工作。；；、CS2；。AT89C52的P1端口用于傳送數(shù)據(jù)或指令，～～DB7相連。為使顯示屏能具有滿意的亮度，在+5V和5V之間接一個(gè)電位器，用于調(diào)節(jié)VEE的電壓。VEE的電壓一般取0～5V。 AT89C52和LCD顯示器模塊接口 AT89C52和LCD顯示器模塊的軟件接口在JM12864J型LCD顯示器模塊就用中，有7種指令格式。這些指令用于對(duì)模塊執(zhí)行專門的控制功能，為些指令及其功能分別說(shuō)明如下。1）顯示開(kāi)關(guān)控制(DISPLAY ON/OFF)代碼R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0形式 0 0 0 0 1 1 1 1 1 D D=1:開(kāi)顯示(DISPLAY ON) 意即顯示器可以進(jìn)行各種顯示操作 D=0:關(guān)顯示(DISPLAY OFF) 意即不能對(duì)顯示器進(jìn)行各種顯示操作 2）設(shè)置顯示起始行(DISPLAY START LINE) 代碼R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0形式 0 0 1 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 Z地址計(jì)數(shù)器是一個(gè)6位計(jì)數(shù)器。此計(jì)數(shù)器具備循環(huán)計(jì)數(shù)功能，是用于顯示行掃描同步的。當(dāng)一行掃描完成，此地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，指向下一行掃描。RST復(fù)位后Z地址計(jì)數(shù)器為0。顯示起始行是由Z地址計(jì)數(shù)器控制的。A5~A0 6位地址自動(dòng)送入Z地址計(jì)數(shù)器，起始行的地址可以是0~63的任意一行。例如:選擇A5~A0是62,則起始行與DDRAM行的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：DDRAM 行：62 63 0 1 2 3 28 29屏幕顯示行： 1 2 3 4 5 6 31 323） 設(shè)置頁(yè)地址（SET PAGE “X ADDRESS”)代碼R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0形式 0 0 1 0 1 1 1 A2 A1 A0所謂頁(yè)地址就是DDRAM的行地址，8行為一頁(yè),模塊共64行即8頁(yè),A2~A0表示0~7頁(yè)。讀寫數(shù)據(jù)對(duì)地址沒(méi)有影響,頁(yè)地址由本指令或RST信號(hào)改變復(fù)位后頁(yè)地址為0。頁(yè)地址與DDRAM的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)DDRAM地址表。4) 設(shè)置Y地址(SET Y ADDRESS) 代碼R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0形式 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 此指令的作用是將A5~A0送入Y地址計(jì)數(shù)器，作為DDRAM的Y地址指針。在對(duì)DDRAM進(jìn)行讀寫操作后，Y地址指針自動(dòng)加1,指向下一個(gè)DDRAM單元。
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