【文章內(nèi)容簡介】 40T 的 1 引腳為高電平，下面經(jīng)過一級(jí)反向后為低電平；當(dāng)輸入信號(hào)為低電平時(shí)，正好相反，實(shí)現(xiàn)了振蕩的信號(hào)驅(qū)動(dòng) CSB40T，只要控制信號(hào)接近 40KHz，就能產(chǎn)生超聲波。 超聲波接收電路 超聲波接收包括接收探頭，信號(hào)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(hào)，否則可能導(dǎo)致接收效果甚至不能接收。由于超聲波接收探頭的信號(hào)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(jīng)過波形變換。本次設(shè)計(jì)為了降低調(diào)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(jī)上面的一種紅外接收檢波芯片 CX20216，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。 CX20216 是日本索尼公司的產(chǎn)品， 采用單列 8 引腳的直插式封裝，內(nèi)部包含自動(dòng)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(duì) 38KHz左右的信號(hào)的接收與處理，該芯片內(nèi)部如下圖所示： CX20216 內(nèi)部結(jié)構(gòu) CX20216 構(gòu)成本次設(shè)計(jì)接收電路如下圖： 圖 超聲波接收電路 使用 CX20216A 集成電路對(duì)接收探頭受到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波。其總放大增益 80db。以下是 CX20216A 的引腳注釋。 1 腳：超聲信號(hào)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(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。增大電阻 R 或減小 C,將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但 C 的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為 R ， C 1μ F。 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；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(dòng)大，易造成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為 f。 4 腳：接地端。 5 腳：該腳與電源間接入一個(gè)電阻，用以設(shè)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(shí)， f0≈ 42kHz，若取 R 220kΩ，則中心頻率 f0≈ 38kHz。 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(cè)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(gè)上拉電阻到電源端，推薦阻值為 22kΩ，沒有接受信號(hào)是該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)則產(chǎn)生下降。 8 腳：電源正極， ～ 5V。 物理學(xué)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(guān)系，即溫度每增加 1176。 C，超聲波速度約增加 ，本次我們考慮溫度補(bǔ)償，以使我們的設(shè)計(jì)更加精確，溫度的采集通常使用 DS18B20 一線式數(shù)字溫度傳感器，電路非常簡潔，具體電路圖如下圖所示。 DS18B20 是美國 DALLS公司推出的 DS1820 的替代產(chǎn)品，具有 1 12 位的轉(zhuǎn)換精度，未編程時(shí)默認(rèn)的精度是 12 位，測(cè)量精度一般為 176。 C，軟件處理后可以達(dá)到 176。 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。 C/LSB 形式表達(dá)。其中高五位為擴(kuò)展符號(hào)位。轉(zhuǎn)換周期與轉(zhuǎn)換精度有關(guān)， 9 位轉(zhuǎn)換精度時(shí)，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 ms， 12 位轉(zhuǎn)換精度時(shí)，最大轉(zhuǎn) DS18B20 溫度傳感器 換時(shí)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(shè)計(jì)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(diǎn)，這里使用 YB1602 液晶屏， 1602 顯示模塊用點(diǎn)陣圖形顯示字符，顯 示模式分為 2 行 16 個(gè)字符。它具有 16 個(gè)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(duì)比度調(diào)整端。使用時(shí)通過接一個(gè) 10K 的電阻來調(diào)節(jié)。 第四腳 RS:寄存器選擇信號(hào)線。 第五腳 RW:讀寫信號(hào)線。 第六腳 E：使能端，當(dāng) E 由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)執(zhí)行命令。 第 7~14 腳： 8 位數(shù)據(jù)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(fù)極輸入端。 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 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”。 因?yàn)?1602 識(shí)別的是 ASCII 碼，試驗(yàn)可以用 ASCII 碼直接賦值，在單片機(jī)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(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 顯示模式設(shè)置： 初始化 0011 0000 [0x38]設(shè)置 16 2 顯示， 5 7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù)接口； 顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置： 初始化 0000 1DCB D 顯示 1 有效 、 C 光標(biāo)顯示 1 有效 、 B 光標(biāo)閃爍 1 有效 0000 01NS N 1 讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加 1 amp。光標(biāo)加 1 ， N 0 讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減 1 amp。光標(biāo)減 1 ， S 1 且 N 1 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移 s 0 當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng) 數(shù)據(jù)指針設(shè)置： 數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 027H， 4067H 其他設(shè)置： 01H 顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 0，所有顯示 0 ； 02H 顯示回車，數(shù)據(jù)指 0 。在各種電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源是必不可少的組成部分，它是電子設(shè)備唯一的能量來源，穩(wěn)壓電源的主要任務(wù)是將 50Hz 的電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓和電流，從而滿足負(fù)載的需要，直流穩(wěn) 壓電源一般由整流、濾波、穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)組成。其電路圖如圖 3所示。 其中，變壓器將交流電源（ 220V/50Hz）變換位符 合整流電路所需要的交流電壓；整流電路是具有但方向?qū)щ娦阅艿恼髌骷?，將交流電壓整流成單方向脈動(dòng)的直流電壓；濾波電路濾去單向脈動(dòng)直流電壓中的交流部分，保留直流成分，盡可能供給負(fù)載平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，通過此電路使直流輸出電壓穩(wěn)定。 圖 電源電路 220V 交流電通過電源變壓器變換成交流低壓電源，再經(jīng)過橋式整流電路D1~D4Version2 進(jìn)行 程序編譯， Keil 功能強(qiáng)大使用方便。 （ 2）主程序，分為系統(tǒng)初始化以及各個(gè)子程序的調(diào)度管理等部分。述了各個(gè)模塊的關(guān)系： 圖 系統(tǒng)軟件方框圖 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)主程序流程包括各模塊的初始化、超聲波發(fā)射、判斷超聲波回波是否收到、定時(shí)器 1 溢出的處理、數(shù)據(jù)處理和顯示等。 圖 主程序流程圖 DS18B20 溫度采集程序流程圖 DS18B20 的工作流程是 ,初始化 ROM 操作指令存儲(chǔ)器操作指令數(shù)據(jù)傳輸。其工作時(shí)序包括：初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)序。 圖 DS18B20 子流程圖 LCD 顯示程序流程圖 LCD 液晶顯示程序分為液晶初始化、讀忙、寫指令和寫數(shù)據(jù)操作，液晶顯示器是一塊慢器件，所以在執(zhí)行每條指令之前必須確定模塊忙標(biāo)志為低電平（不忙），否側(cè)此指令無效。 圖 LCD 顯示程序流程圖 外部中斷 0 子程序流程圖 外部中斷程序用來接收超聲接收的處理，發(fā)射超聲波后打開外部中斷，當(dāng)外部中斷接收到超聲波時(shí)取出定時(shí)器的值、賦標(biāo)志位、關(guān)閉外部中斷。 外部中斷 0 子程序流程圖 C 語言源程序 //超聲波模塊顯示程序 include //包括一個(gè) 52 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的頭文件 include //包含 _nop_ 函數(shù)定義的頭文件 include define uchar unsigned char //定義一下方便使用 define uint unsigned int define ulong unsigned long sbit Tx P1^0。 //產(chǎn)生脈沖引腳 sbit Rx P3^2。 //回波引腳 sbit RS P2^7。 //寄存器選擇位，將 RS 位定義為 引腳 sbit RW P2^6。 //讀寫選擇位，將 RW 位定義為 引腳 sbit E P2^5。 //使能信號(hào)位，將 E 位定義為 引腳 sbit BF P0^7。 //忙碌標(biāo)志位，將 BF 位定義為 引腳 unsigned char code string[ ] CHAO SHENG BO 。 unsigned char code digit[ ] 0123456789 。 //定義字符數(shù)組顯示數(shù)字 uint distance[4]。 //測(cè)距接收緩沖區(qū) uchar kk,ww,ge,shi,bai, flag,outeH,outeL,i。 //自定義寄存器 unsigned char A1,A2,A2t。 bit succeed_flag。 //測(cè)量成功標(biāo)志 //********函數(shù)聲明 void conversion uint temp_data 。 void delay_20us 。 /***************************************************** 函數(shù)功能：延時(shí) 1ms 3j+2 *i 3 33+2 10 1010 微秒 ，可以認(rèn)為是 1 毫秒 ***************************************************/ void delay1ms unsigned char i,j。 for i 0。i 10。i++ for j 0。j 33。j++ 。 /***************************************************** 函數(shù)功能：延時(shí)若干毫秒 入口參數(shù)： n ***************************************************/ void delay unsigned char n unsigned char i。 for i 0。i n。i++ delay1ms 。