【正文】 H動態(tài)顯示電路由顯示塊、字形碼驅(qū)動模塊、字位驅(qū)動模塊三部分組成。此時，要求段驅(qū)動電路能提供額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。此時，要求段驅(qū)動電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。數(shù)碼顯示管分為共陽數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管兩種，共陰極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陰極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。通常各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個8位的I/O口控制；各位的公共陰極位選線由另外的I/O口線控制。所以采用動態(tài)顯示。數(shù)碼管顯示可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。而數(shù)碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、響應(yīng)速度快、防潮防濕性能好、溫度特性極性、價格便宜、易于購買等優(yōu)點(diǎn)，而且有遠(yuǎn)距離視覺效果，很適合夜間或是遠(yuǎn)距離操作。探頭模塊如圖7所示：圖7探頭模塊 顯示電路的選擇與設(shè)計對于數(shù)字顯示電路，通常采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。一有輸出就可以開定時器計時，當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r就可以讀定時器的值，此時就為此次測距的時間，方可算出距離?；仨懶盘柕拿}沖寬度與所測的距離成正比。超聲波模塊中有VCC電源端、GND接地端、TRIG觸發(fā)控制信號輸入端、和ECHO回響信號輸出端四個引腳，當(dāng)I/O口給TRIG端提供一個10uS以上的脈沖觸發(fā)信號，模塊內(nèi)部就會發(fā)出8個40kHz周期電平并檢測回波。HCSR04超聲波測距模塊可提供2cm4m的非接觸式距離感測功能，包括超聲波發(fā)射器、接收器和控制電路。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能口，如下所示： RXD(串行輸入口) TXD(串行輸出口) /INT0(外部中斷0) /INT1(外部中斷1) T0(記時器0外部輸入) T1(記時器1外部輸入) /WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) /RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。圖6 AT89S52單片機(jī)管腳圖AT89S52是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。其中數(shù)字89是單片機(jī)AT89S52的特性，C表示CMOS工藝。本設(shè)計采用的AT89S52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大AT89S52單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。圖5時序圖超聲波測距模塊的發(fā)射端在T0時刻發(fā)射方波，同時啟動定時器開始計時，當(dāng)收到回波后，產(chǎn)生一負(fù)跳變到單片機(jī)中斷口，單片機(jī)響應(yīng)中斷程序，定時器停止計數(shù)。傳感器輸入端與發(fā)射接收電路組成超聲波測距模塊，模塊的輸出輸入端與單片機(jī)相連接，單片機(jī)的輸出端與顯示電路輸入端相連接。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時間間隔計算出障礙物的距離，并由單片機(jī)控制顯示出來。一旦有高電平出處，即在模塊中經(jīng)過放大電路，驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。3超聲波測距系統(tǒng)的硬件設(shè)計由單片機(jī)發(fā)出40kHz的方波信號進(jìn)入超聲波發(fā)射電路，超聲波發(fā)射頭發(fā)射的超聲波在空氣中傳播一段時間后經(jīng)前方被檢測物體反射回來，由超聲波接收頭接收，超聲波接收電路接收回波后發(fā)出一個下拉電平使單片機(jī)進(jìn)入中斷程序，在中斷程序中，應(yīng)用時差法計算所檢測的距離，最后所有的數(shù)據(jù)都在LED顯示電路上顯示。 本章小結(jié)本章主要介紹了超聲波的特性以及工作原理，因為超聲波在固體、液體和氣體中的傳播速度不同，其速度受介質(zhì)溫度、壓力等因素的影響。常用的超聲波傳感器有T/R4060，T/R4012，HCSR04等（其中T表示發(fā)送，R表示接收，40表示頻率為40kHZ）。接收器是利用壓力傳感器所采用的壓電效應(yīng)的原理，即在壓電元件上施加壓力，使壓電元件發(fā)生應(yīng)變，則產(chǎn)生一面為“+”極，另一面為“”極的40kHz正弦電壓。這類傳感器適用于測距、遙控、防盜等用途。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。限制該系統(tǒng)的最大可測距離存在四個因素：超聲波的幅度、反射物的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收裝置的靈敏度。由于是利用超聲波測距，要測量預(yù)期的距離，所以產(chǎn)生的超聲波要有一定的功率和合理的頻率才能達(dá)到預(yù)定的傳播距離，同時這是得到足夠的回波功率的必要條件，只有的得到足夠的回波頻率，接收電路才能檢測到回波信號和防止外界干擾信號的干擾。因此，用途極度廣泛。超聲波在空氣中的傳播速度為v，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=vt/2 這就是所謂的時間差測距法。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。聲波是物體機(jī)械振動狀態(tài)（或能量）的傳播形式。超聲波在異種介質(zhì)的界面上會產(chǎn)生反射、疊加等現(xiàn)象。超聲波可以在固體、液體和氣體中以不同的速度進(jìn)行傳播，其速度受介質(zhì)溫度、壓力等因素的影響，但在相同外部環(huán)境下，超聲波在同一介質(zhì)中的傳播速度是一常數(shù)。尤其是超聲波測距儀，對所接受的聲波強(qiáng)度都有一定要求，所以都要對各種衰減進(jìn)行抑制。傳播方向如圖3所示：圖3 表面波超聲波在介質(zhì)傳播過程中，會發(fā)生衰減和散射。其傳播方向如圖2所示： 圖1 縱波 圖2 橫波 表面波是質(zhì)點(diǎn)的振動方式介于縱波和橫波之間沿著固體表面?zhèn)鞑サ牟ǎ湔穹笮‰S著傳播深度的增加而迅速衰減。這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像等技術(shù)。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低、衰減較快。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。2超聲波測距系統(tǒng)人耳能聽到的聲音是由于物體振動產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ20KHZ范圍內(nèi)，超過20KHZ稱為超聲波，低于20HZ的稱為次聲波。超聲粉碎：降低溶質(zhì)顆粒度，如：細(xì)胞粉碎和化學(xué)檢測等。超聲凝聚：加速沉淀，分離，如：種子浮選和飲料除渣等。12其它：超聲清洗：清除污染物，疏通細(xì)小孔洞，如：清潔印章，古董修復(fù)和汽車電噴頭疏通等。10石油化工行業(yè)：金屬濾網(wǎng)的清洗疏通、化工容器和交換器的清洗等等。8科教文化：化學(xué)生物等實驗器皿的清洗和除垢。6光學(xué)行業(yè)：光學(xué)器件的除油、除汗和清灰等。4儀器儀表行業(yè)：精密零件的高清潔度清洗，裝配前清洗等等。 2表面處理行業(yè)：電鍍前的除油除銹；離子鍍前清洗；磷化處理；清除積炭，氧化皮，拋光膏，金屬工件表面活化處理等等。利用單片機(jī)控制超聲波檢測模塊往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且測量精度較高。理論研究表明，在振幅相同的條件下，一個物體振動的能量與振動頻率成正比，超聲波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動的頻率很高，因而能量很大。可用于測距，測速，清洗，焊接和碎石等。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1～5兆赫。當(dāng)聲波的振動頻率大于20K赫茲或小于20赫茲時，人們便聽不見了。科學(xué)家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。因此研究超聲波