【正文】 。 型 LCD 顯示 模塊的讀時序 LCD 顯示器模塊的讀時序由信號 E， R/W， CS， RS 和 DB0～DB7 組成。 讀 /寫時序 利用單 片機可以實現對 LCD 顯示器模塊的讀寫操作，也就山東科技大學畢業(yè)設計說明書 是把顯示信息取出或寫入到模塊中的顯示數據存儲器 DDRAM 中讀寫有一定的時序要求。每一次寫字符時 ，都是寫字符的上半部，接著再寫字符的下半部。查要尋址的的二進制編碼的坐標位置，定位好后，就寫進二進制字符。在軟件編程必須要嚴格遵守點陣的坐標位置，否則就容易漢字數字的重疊，達不到理想的效果，出現一批亂 碼。此 時 T0 所記錄的 CPU 發(fā)送脈沖信號的前沿到回波脈沖信號之間的時間才是需要的 . LCD 液 晶顯 示部 分軟 件設 計 OCMJ4X8C 有 128χ 64 的點的顯示陣列。 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 圖 41 主程序流程圖 串擾問題 設計中 ,超 聲波發(fā) 射極 和接 收極距 離較 近 ,這樣 ,當發(fā) 射極山東科技大學畢業(yè)設計說明書 發(fā)射超 聲波 后 ,有 部分 超聲波 沒經 過障 礙物反 射就 直接 繞射到接收極上 ,這部分信號是無用的 ,會引起系統(tǒng)誤測 。 c=*(sqrt(1+k/273))。 tab1[24]=tab2[h]。 h=k%10。 //取出定時器的值 k=ReadTemperature()。//關閉總中斷 timeH =TH1。 前方測距電路的輸出端接單片機 I NT0 端口，中斷優(yōu)先級最高，部分源程序如下： void int0_ceju(void) interrupt 1//外部中斷 0 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 { TR0=0。進入中斷后就立即關閉計時器 T0 停止計時，并將測距成功標志字賦值 1。當收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產生一個負跳變，在 I NT0 或 I NT1 端產生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離。距離的計算公式為： 22 tcsd ??? （ 1） 其中， d 為被測物與測距儀的距離， s 為 聲波的來回的路程， c為聲速， t 為聲波來回所用的時間。 //產生一個 20us 的脈沖 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 超聲波測距的原理為超聲波發(fā)生器 T 在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器 R 所接收到。// 允許定時器 1 中斷 TR0=1。 //延時 20us ET0=1。 TL0=0X00。 //首先 拉高脈沖輸入引腳 , /超聲波輸入端，使能 555產生 40Khz 方波 EA=1。 超 聲波 接收 發(fā)射 軟件 設計 超 聲 波 測距儀的 算法設計 測距系統(tǒng)中的超聲波傳感器采用 UC M40 的壓電陶瓷傳感器，它的工作電壓是 40 kH z 的脈沖信號， 有 單片機的 P1. 2 來控制 555 定時器 。各子程序主要有 :延時子程序、距離計算子程序 等。 圖 313LM7805 其電氣特性如圖 314 所示： 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 圖 314 LM7805 電氣特性 電源模塊的硬件如圖 315 所示： 圖 315 電源電路 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 第四章 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)軟 件部 分包 括主 程序 、中 斷子 程序和 其他 子程 序。 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 圖 311 語音分段選擇 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 圖 312 語音報警電路 電 源模 塊 電源的輸入直接用汽車的 12 的線性電壓，但是該系統(tǒng)的供電只需要一個 5V的電源，因此采用 LM78 05, LM7809 進行兩級穩(wěn)壓，得到想要的 5 伏電壓。其語音分段選擇如圖 所示。其 引腳如圖 310所示。 通 常 帶 有 錄 音 功 能 的 語 音 芯 片 都 具 有 回 放 語 音 的功 能 ， 但 是 在 播 放 語 音 時 ， 音 質 都 沒 有 專 門 的 放 音 語 音 芯 片 好 ，考 慮 到 本 模 塊 只 是 用 來 播 放 提 示 音 ， 不 需 要 錄 音 ， 因 此 選 擇 只 有放音功能的放音芯片。 圖 39 液晶顯示模塊 語 音報 警模 塊 在語音報警模塊中，主要是采用 AP I8108A 放音芯片來實現不同的距離下，播放不同的聲音，以警示司機，距離障礙物的距離已經很近，注意安全。 為使顯示屏能具有滿意的亮度，在 +5V 和 5V 之間接一個山東科技大學畢業(yè)設計說明書 電位器，用于調節(jié) VEE 的電壓。在圖中看出， AT89C52 的 P2 端口的 用于 產 生串行通訊的時鐘信號 ， 其中 用于 串口通訊的數據接收。下面分別介紹這兩種接口 方法。硬件接口是指 AT89C52 和 LCD 顯示器模塊的信息邏輯接線方法。外接引腳編號、符號及其含義如表 2所示。 主要技術參數和性能 : ? 電源 :VDD:+5V； LCD 外接驅動電壓為 ∽ ? 顯示內容 :128(列 ) 64(行 )點 ? 全屏幕點陣 ? 七種指令 ? 與 CPU 接口采用 8 位數據總線并行輸入輸出和 8 條控制線 . ? 占空比 1/64 ? 工作溫度 :10℃ ∽ +60℃ ,存儲溫度 : 20℃ ∽ +70℃ 顯示器模塊的外部接口是通過它的外接引腳，由外部對其進行讀寫操作共同形 成的。強大的功能主要是通過軟件實現。通過硬件電路和軟件結合使得 在液晶中顯示如圖38 所示。 圖 37 為 LM358 的引腳結構圖。 LM358 內部包括有 兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，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關。為了在實際應用時能得到合適的參數 ,將 R10設計為最大阻值為 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。在比 較器 的設 計中要 考慮 兩點因 素 :第一 ,要使 Q1 導通 。比 較器 的輸出 通常 只有高 電平 和低 電平兩 個穩(wěn) 定狀 態(tài) ,因此它相 當于 一個受 輸入 信號控 制的 開關 ,當輸 入電 壓經 過閾值時開關動作 ,使輸出從一個電平跳轉到另一個電平。它的引腳結構如圖 36 所示。其中的放大電路是 由 MC3403 構成的。超聲波接收頭接收到的 40 kHz 反射波交流信號。從圖 中，可以看到各個運放的基準電壓都是可調的。根據公式Au=R5/R4(以 第一 級放 大電 路為 例 ),可以 求得 各放大 電路 的參數 。如 圖 所示 ,設計中 ,采用二 級放大電路 ,將信號最大能放大 1000 倍。 本 文 所 采 用 的 超 聲 波 傳 感 器 是T/R4016（其中 T 表示發(fā)送， R 表示接收， 40表示頻率 為 40KHZ，16 表示其外徑尺寸，以毫米計 ） 圖 34 超聲波傳感器結構 壓 電 晶片 電極 共振板 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 超 聲波 接收 電路 超聲波接收電路包括由 MC3403 構成的三級回波放大電路以及 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 ,實現超聲波的接收功能。 當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振 動，便產生超聲波。超聲波發(fā)生器內部結構如圖 所示，它有兩個壓 電晶片和一個共振板。在設計中選擇了壓電式超聲波發(fā)聲器。 超聲波傳感器 從圖 32 超聲波的發(fā)射電路上看還有一個超聲波傳感器。也能滿足波盡可能的減小失真。為了調解的方便，我把 R3 換成了電位器，就形成了占空比可調的電位器。電容器 C5 放電所需的時間為 2 CRCRt pl ?? 當 C 放電結束時， T 截止， VCC 將能過 R2， R3向電容器充電， VC 由 1/3VCC 上升到 2/3VCC 所需的時間為 ? ? ? ? 2 CRRCRRt PH ???? 當 VC 上升到 2/3VCC 時，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉，如此周而復山東科技大學畢業(yè)設計說明書 始，在輸出端就得到一個周期性的方波，其頻率為 ? ? 5322 CRRttf PLPH ???? 由于 555 內部的比較器的靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓的溫度變化的影響很小。 圖 32 超聲波發(fā)射電路 接通電源后，電容 C5 被充電， VC 上升，當 VC 上升到 2/3VCC時，觸發(fā)器被復位，同時放電 BJT T 導通， 此時 Vo 為低電平，電容 C5 通過 R3 和 T 放電， 使 VC 下降。 多諧振蕩器 采用 555 構成多諧振蕩器可以實現寬范圍占空比的調節(jié) !并且電路設計簡單 !占用面積小。但單片機本身是不能自動進行復位的，必須配合相應的外部電路來實現。單片機在啟動運行時，都需要先復位，其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 復位電路 有圖可以看出，是按鍵電平復位電 路，相當于按復位鍵后復位端通過電阻與 Vcc 電源接通。在實際連接中，為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定。 C2， C3 對頻率有微調作用。因此選擇了內部時鐘方式。單片機內部電路就在惟一的時鐘信號控制下嚴格的按時序進行工作。單片機 的時 序就 是 CPU 在執(zhí) 行指令 時所 需控 制信 號的時 間順序。如圖 31 所示。 單片機正常工作時，都需要有一個時鐘電路，和一個復位電路。其中 ，超聲波收發(fā)單元主要實現超聲波的接發(fā)送和接收；信號處理單元主要實現去除干擾、波形整形、鎖相環(huán)等 功能，便于實現準確計時 ；溫度測量單元主要測量外界溫度，實現溫度補償；顯示單元實現測量數據的顯示；單片機為控制單元，完成指令 發(fā)送，接收數據，進行計算等任務。超聲波測距系統(tǒng)設計框圖如圖 25 所示。同 時 ,壓 電換 能器（ 超聲 波接 收頭） 將接 收的 回波及接收超 聲波 ,通過 信號 處理的 檢波 放大 ，及 通 過兩 級 放 大后再送到比較器進行比較輸出比較電壓 , 輸 出電 壓 經 過 三 極 管 以后，使之電壓與 AT89C52 的 I/O 口相匹配最后送至微機處理。先由微機使 555使能端置 1，繼而 555 送出 40kHz 頻率的方波信號經過壓電換能器（ 超聲 波發(fā)射 頭） 將信號 發(fā)射 出去 及發(fā)射 超聲 波 ,同時該時刻啟動定時器開時計時。因此，只用為測距設備設定 “ 標定 ” 和 “ 測量 ” 兩種狀態(tài)，即 能夠實現溫度校正所能實現的高精度測距功能。 圖 24 標桿校正的示意圖 T R 基平面（標桿） 超 聲波測 距裝置 被測物 山東科技大學畢業(yè)設計說明書 超聲波 測距 裝置首 先測 量距離 已 知為 h 的基 平面 （標 桿）聲波往返所用的時間，而后由測得的時間和距離 h 根據公式 ⑷ 求出當地聲速。 標桿校正的方法 提高測距精度 在復雜環(huán)境下，如果難于獲得環(huán)境溫度，或者不便獲得環(huán)境溫度時，如果仍舊要求較高的測量精度，我們采用所謂標桿校正的方法實現超聲波測距精度的校 正。 AT89C52 采用了低成 本、低功耗 、強抗干擾設 計， 并且 在最 高支 持 48 MH z 的前 提下 能夠實 現 1 個時鐘 / 機械周期的運行速度。 通過 DS18B20 芯片獲得的數據信號經由 1 WIRE 總線傳至 MC U ，由軟件進行聲速換算。 DS18B20 采用了 DA LASS 公司的 1WIRE 總線專利技術，能夠僅在占用控制器一個 I/O 口 的情況下工作（芯片可由 數據線供電），山東科技大學畢業(yè)設計說明書 極大的方便了使用者的調試使用，而且其在－ 10oC ～＋ 85oC 的 工 作環(huán) 境下可 以保持 177。采用熱敏電阻、熱電耦、集成溫度傳感器都可以獲得較為準確的溫度值。 提 高 精 度的 方案 及系 統(tǒng)設計 溫度校正的方法 提高測距精度 由上述的誤差分 析知，如果能夠知道當地溫度，則可根據公式 ⑷ 求出當地聲速，從而能夠獲得較高的測量精度。 超聲波的傳播速度主要受空氣密度所的影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關系。根據以上過計算可知，在超聲波的傳播速度是準確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距 誤差小于 1 mm 的誤差。此外，當要求測距誤山東科技大學畢業(yè)設計說明書 差小于 1 mm 時，假定超聲波速度 C=344 m／ s(20℃ 室溫 )，忽略聲 速的 傳播 誤差 。因此提高超聲波測量精度的重中之重就是獲得準確的當地聲速。 此公式一般能為聲速的換算提供較為準確的結果。超聲波在大氣中傳播的速度受介質氣體的溫