【正文】 Delay(5)。 DQ = datamp。 i 0。寫入程序如下：/********************字節(jié)寫入函數*****************************/void WriteOneChar(unsigned char dat)//寫一個字節(jié){ unsigned char i = 0。 Delay(20)。 //稍做延時后 如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗 if(DQ) flag=0。 //480us DQ = 1。 DQ = 0。/************************************* DS18B20復位函數**************************************/void Init_18B20(void)//初始化18B20 {DQ = 1。(1)DS18B20的初始化DS18B20的初始化的實質是使DS18B20復位，主要是通過判斷存在脈沖的形式來實現(xiàn)的。 DS18B20溫度采集程序 DS18B20的工作流程是,初始化ROM操作指令存儲器操作指令數據傳輸。進入中斷后就立即關閉計時器T1停止計時，并將測距成功標志字賦值1。T1停止時，保持定時值發(fā)射超聲波，T1計時接收到反射波K1閉合系統(tǒng)初始化開始（頻率約40kHz的方波），脈沖寬度為12μs左右，同時把計數器T1打開進行計時，定時器T1工作在方式0。進入中斷后就立即關閉計時器T1停止計時，并將測距成功標志字賦值1。NYNYNYYN開始系統(tǒng)初始化顯示測量距離測溫，根據溫度和時間計算距離顯示溫度5s發(fā)射超聲波，T1計時K2閉合？T1停止定時，保存定時值N接收到反射波？K1閉合？K3閉合？ 主程序流程（頻率約40kHz的方波），脈沖寬度為12μs左右，同時把計數器T1打開進行計時，定時器T1工作在方式0。由于不需輸入數據，鍵盤只設置了2個按鍵，用于復位操作和開始測量距離并顯示溫度功能設置等。立即使T1停止工作，保存定時器的計數值。軟件采用模塊化設計方法，由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷子程序、溫度測量子程序、距離計算子程序、顯示子程序、鍵盤掃描處理程序等模塊組成。我們知道C語言程序有利于實現(xiàn)較復雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細計算程序運行的時間，而超聲波測距儀的程序既有較復雜的計算（計算距離時），又要求精細計算程序運行時間（超聲波測距時），所以控制程序可采用C語言和匯編語言混合編程。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。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)。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。A’。 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　　 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”。第十五腳BLA:背光電源正極輸入端。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。第四腳RS:寄存器選擇信號線。第三腳VO：對比度調整端。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。 DS18B20溫度傳感器 YB1602LCD顯示電路本設計采用LCD液晶顯示屏顯示。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）。其中高五位為擴展符號位。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。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。以半導體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應用廣泛，這是因為在元件允許工作條件范圍內，半導體熱敏電阻器具有體積小、靈敏度高、精度高的特點，而且制造工藝簡單、價格低廉。溫度傳感器主要由熱敏元件組成。 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。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。例如，取R=200kΩ時，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。4腳：接地端。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。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。以下是CX20106A的引腳注釋。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： CX20106構成本次設計接收電路如下圖： 圖 使用CX20106A集成電路對接收探頭受到的信號進行放大、濾波。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。本次我們采用第一種方法產生超聲波，非門可以選用74HC04，具體電路如圖： 圖 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(xiàn)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。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?？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。 在由集成電路構成的收發(fā)電路中，發(fā)射電路我們選用由非門構成，接收電路采用由紅外接收檢波芯片CX20106構成，主要是考慮到系統(tǒng)的調試簡單、成本低、可靠性好。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。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。這種方法的特點是無需驅動電路，但缺乏靈活性。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。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）。如下圖所示： 圖 由LM1812構成的接收電路(3) CX20106構成的接收電路 圖 CX20106構成的接收電路以上為常用的發(fā)射和接收電路，分立元件構成的收發(fā)電路容易受到外界的干擾，體積、功耗也比較大。 3）反相端對地不提供直流通路，因此通過隔直電容提供直流通路。 由非門構成的超聲波發(fā)射電路：(1) 由運算放大器構成的接收電路 ，該電路的形式在其他應用中經常遇到，特點如下： 1）一般式用運放組成的放大電路都要求對稱的正負電源供電，這里以單電源供電，輸出端的靜態(tài)電位必須設置在1/2的電源電壓，這由同相輸入端的點位來確定，和分壓取得1/2的電源電壓加到運放的同相輸入端，使其電位1/2電源電壓。很容易通過軟件控制。第二個圖中用電感L替代這樣可以增大激勵電壓，使其具有較大的功率輸出。 圖 第四章 系統(tǒng)主要硬件設計 方案論證與比較 單片機采用STC公司的STC89C52，而超聲波發(fā)射和接收電路有多種，常用的電路如下：:(1) 分立元件構成的發(fā)射電路 圖 分立元件構成的超聲波發(fā)射電路、驅動電路，三極管TT2構成兩級放大器，但是由于超聲波發(fā)射頭的正反饋作用，這個原本是放大器的電路變成了振蕩器。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。在軟件中通過軟件延時來消除按鍵的機械抖動。我們選擇晶振為12MHz,電容33pF。R1一般取200。一般取R1，C22uF。 復位電路 單片機在RESET端加一個大于20ms正脈沖即可實現(xiàn)復位，上電復位和按STC89C52在系統(tǒng)上電的瞬間，RST與電源電壓同電位，隨著電容的電壓逐漸上升，RST電位下降，于是在RST形成一個正脈沖。(5) AT89S52價格也比較便宜 6元/片(6) 增加了看門狗電路，防止程序“走飛”，更加安全可靠。(3) STC89C52采用靜態(tài)時鐘方式，可以節(jié)省電能。 超聲波測距器的系統(tǒng)框圖如下圖所示：按鍵啟動STC89C52LCD顯示 圖 系統(tǒng)框圖 第三章 單片機主機系統(tǒng)電路 本次我們采用了STC 公司的STC89C52,該單片機主要特點如下：(1) STC89C52系列單片機以8051為內核，兼容MCS51系列單片機。 控制系統(tǒng)方框圖s－1表示，則有關系式(21)s=vt／2 (21)在精度要求較高的情況下，需要考慮溫度對超聲波傳播速度的影響，按式(22)對超聲波傳播速度加以修正，以減小誤差。X2是聲波返回的時刻，X1是聲波發(fā)聲的時刻，X2X1得出的是一個時間差的絕對值，假定X2X1=，則有340m=。由單片機負責計時，所以此系統(tǒng)的測量精度理論上可以達到毫米級。如果測距精度要求很高，則應通過溫度補償的方法加以校正。本測量電路采用第二種方案。超聲波傳感器結構如下： 圖 元件內部結構 圖 超聲波外部結構 超聲波測距系統(tǒng)原理在超聲探測電路中，發(fā)射端得到輸出脈沖為一系列方波，其寬度為發(fā)射超聲的時間間隔，被測物距離越大，脈沖寬度越大，輸出脈沖個數與被測距離成正比。也就是說，若在壓電晶片兩邊加以頻率為的交流電電壓時，它就會產生同頻率的機械振動，這種機械振動推動空氣的張弛，當落在音頻范圍內時便會發(fā)出聲音。 超聲波傳感器超聲波傳感器主要有電致伸縮和磁致伸縮兩類，電致伸縮采用雙壓電陶瓷晶片制成，具有可逆特性。(2) 空化作用在流體動力學指出，存在于液體中的微氣泡在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定的值時，氣泡將迅速膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時產生沖擊波，這種膨脹、閉合、振動等一系列動力學過程稱為空化。超聲波引起質點的運動，雖然位移和速度不大，但是與超聲波振動的頻率的平方成正比的質點的加速度卻很大。 超聲波與氣其他聲波一樣，其傳播速度與介質密度和彈性特性有關。為了測量各種狀態(tài)下的物理量多采用縱波形式的超聲波。于是超聲波在傳播過程中有如下的特性和作用：1 超聲波的傳播速度超聲波在介質中可以產生三中形式的振蕩波：橫波——質點振動方向垂直于傳播方向的波；縱波——質點振動方向與傳播方向一致的波；表面波——質點振動介于縱波和橫波之間，沿表面?zhèn)鞑サ牟?。超聲波是聽覺閾值之外的振動，其頻率范圍在10——10Hz，其中通常的頻率大約在10——3之間。超聲波具有聚束、定向及反射、投射等特性。因此，我國對超聲波的研究特別活躍。第二章 超聲波測距的原理 超聲波的基本理論 超聲波是一門以物理、電子、機械、以及材料科學為基礎的、各行各業(yè)都要使用的通用技術之一。具有代表性是有: