【正文】 寬一般應(yīng)大于填充波周期的 10倍以上即： T，考慮換能器通頻帶及抑制噪聲的能力，選擇發(fā)射脈寬 1ms；脈沖發(fā)射周期的選擇主要考慮微機處理數(shù)據(jù)的速度，速度趕快，脈沖發(fā)射周期可選短些。測距系統(tǒng)一般由超聲波發(fā)送、接收、時間計測、微機控制和溫度測量五個部分組成。所以，為提高壓電轉(zhuǎn)換效率，提高超聲測距精度和范圍，應(yīng)盡量提高超聲傳感器外加脈沖電壓的幅值。超聲傳感器外加的脈沖電壓影響壓 電材料的電場強度，從而影響其應(yīng)變量和超聲轉(zhuǎn)換的效率，進而影響超聲波幅值。當(dāng)壓電材料不受外力時，其應(yīng)變 S與外加電場強度 E 的關(guān)系為： S=d超聲測距常用壓電材料傳感器，例如 TR40 壓電超聲傳感器。由于超聲回波隨距離的增加而變得十分微弱，所以在 設(shè)計超聲接收電路時，要設(shè)計較大放大倍數(shù) (萬倍級 )和較好濾波特性的放大電路，使回波易于檢測。同時超聲波頻率的過高會產(chǎn)生較沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 多的副瓣，引起近場區(qū)的干涉。其中 b為空氣介質(zhì)常數(shù)， f為超聲波頻率。衰減系數(shù) α=b其衰減遵循指數(shù)規(guī)律。 回波檢測對時間測量的影響 超聲波從超聲傳感器發(fā)出，在空氣中傳播，遇到被測物反射后，再傳回超聲傳感器。例如： 20 ℃ 時， T=， CS= m/s； 40℃ 時， T=， CS= m/s； 20℃ 時 ,T＝ ， CS= m/s；從上面的計算可以看出，溫度對超聲波在空氣中的傳播速度有明顯的影響。 ?? （ ） 其中， R為普適常量 ， T為氣體溫度 K(絕對溫度 )， M為氣體分子量，空氣為 103 kg/mol。r ，其中 g為定壓熱容與定容熱容的比值，空氣為 ， P為氣體的壓強。因此，超聲波的傳播速度受氣體的密度、溫度及氣體分子成份的影響 即： pBC /? （ ） 其中 B為氣體的彈性模量， r為氣體的密度。 ,與障礙物距離為 ，小于設(shè)置值 ，報警器報警 聲響 ，見圖 。 將 安全初 值設(shè)為 ，見圖 。 系統(tǒng) 實物調(diào)試 通過按鍵 K1進入調(diào)試界面，通過按鍵 K2進行增加設(shè)置值，通過按鍵 K3進行減少設(shè)置值。 檢查電源輸入端與公共接地端間有否短路在通電前，還需用萬用表檢查電源輸入端與地之間是否存短路，若有則須進一步檢查其原因。 2． 檢查元器件安裝情況：元器件的檢查，重點要查集成運放、三極管、二極管、電解電容等外引線與極性有否接錯，以及外引線間有否短路，同時還須檢查元器件焊接處是否可靠。檢查連線可以直接對照電路原理圖進行，但若電路中布線較多，則可以以元器件（如運放、三極管）為中心，依次檢察查其引腳的有關(guān)連線，這樣不僅可以查出錯接或少接的線，而且也較易發(fā)現(xiàn)多余的線。 在電路安裝完畢后，不要急于通電測試，而首先必須做好以下調(diào)試前的檢查工作。本論文設(shè)計經(jīng)常使用這兩個函數(shù)進行寫入指定位置操作。 check_BF()。 //啟用 LCDP=character。RW=0。 check_BF()。 //啟用 LCDP=inst。RW=0。 write_inst(0x30)指令為功能設(shè)定指令，使 DL=1，即數(shù)據(jù)長度為 8 位。 //開啟顯示 } 程序主要作用是清空顯示屏，確定 8 位數(shù)據(jù)傳輸模式。 //清除顯示屏 write_inst(0x06)。 //設(shè)定兩列 write_inst(0x08)。 開 始L C D 初 始 化寫 入 地 址寫 入 數(shù) 據(jù)檢 查 忙 碌 標(biāo) 志01 圖 LCD 顯示流程 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 LCD 初始化 ： void init_LCM(void) { write_inst(0x30)。 DisplayOneChar(5, 1, ASCII[12])。 DisplayOneChar(3, 1, ASCII[disbuff[2]])。 DisplayOneChar(1, 1, ASCII[10])。 disbuff[3]=S%10。 disbuff[1]=S/100%10。 DisplayOneChar(5, 1, ASCII[12])。 DisplayOneChar(3, 1, ASCII[11])。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 DisplayOneChar(1, 1, ASCII[10])。 } if((S=7000)||flag==1) //超出測量范圍顯示“ ” { flag=0。 //delayms(1)。 // delayms(10)。 delayms(10)。 delayms(10)。 S=(time*)/10。 TH0=0。 //關(guān)閉計數(shù) Conut()。 //開啟計數(shù) while(RX)。 //中斷溢出標(biāo)志 RX=0。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 超聲波接收中斷程序流程圖 其程序如下。 TX=0。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 void StartModule() //啟動模塊 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 { TX=1。 } } } } 超聲波發(fā)射子程序設(shè)計 由于使用超聲波發(fā)射模塊， 只需要提供一個 10uS 以上脈沖觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出 8 個 40kHz 周期電平并檢測回波。valA0。 StartModule()。 delayms(6)。)。 WriteDataLCM(39。 WriteDataLCM(tempe1(tempe1/100)*100(tempe1/10tempe1/100*10)*10+0x30)。)。 WriteDataLCM(39。 WriteDataLCM(tempe1/10tempe1/100*10+0x30)。 WriteDataLCM(tempe1/100+0x30)。)。 WriteDataLCM(39。)。 WriteDataLCM(39。 //////////////// tempe1=ReadTemperature1()。C39。 WriteCommandLCM(0x86,1)。 WriteCommandLCM(0x85,1)。.39。 WriteCommandLCM(0x84,1)。 WriteCommandLCM(0x83,1)。 WriteCommandLCM(0x82,1)。=39。 WriteCommandLCM(0x81,1)。T39。 //讀溫度 WriteCommandLCM(0x80,1)。 while(1) { // tempe=ReadTemperature()。 //允許 T0 中斷 EA=1。 TL0=0。 TMOD=0x01。 TempCyc++) Delay400Ms()。//測試用句無意義 for (TempCyc=0。 // DisplayListChar(0, 1, )。 //LCM 初始化 // Delay5Ms()。 Delay400Ms()。 unsigned char TempCyc。 測距時，被測物體的面積不少于 平方米且平面盡量要求平整，否則影響測量的結(jié)果 主 程序 設(shè)計 主程序是單片機程序的主體，整個單片機端系統(tǒng)軟件的功能的實現(xiàn)都是在其中完成的， 主程序流程 圖如圖 所示 。由此通過發(fā)射信號到收到的回響信號 時間間隔可以計算得 到距離。 圖 超聲波 測距 時序圖 以上時序圖表明你只需要提供一個 10uS 以上脈沖觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出 8 個 40kHz 周期電平并檢測回波。 表 控制命令表 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 數(shù)字溫度計 DS18B20 數(shù)字溫度計 DS18B20 提供 9 位溫度讀數(shù) ,指示器件的溫度 信息經(jīng)過單線接口送入 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 DS18B20 或從 DS18B20 送出 因此從中央處理器到 DS18B20 僅需連接一條線 和地 讀 寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供 而不需要外部電源其擁有以下等特性 獨特的單線接口 只需 1 個接口引腳即可通信 多點 multidrug 能力使分布式溫度檢測應(yīng)用得以簡化 不需要外部元件 可用數(shù)據(jù)線供電 不需備份電源 測量范圍從 55 至 +125 增量值為 等效的華氏溫度范圍是 67F 至 257F 增 量值為 以 9 位數(shù)字值方式讀出溫度 在 1 秒 典型值 內(nèi)把溫度變換為數(shù)字 用戶可定義的 非易失性的溫度告警設(shè)置 告警搜索命令識別和尋址溫度在編定的極限之外的器件 溫度告警情況 應(yīng)用范圍包括恒溫控制 工業(yè)系統(tǒng) 消費類產(chǎn)品 溫度計或任何熱敏系統(tǒng) 引腳 說 明 GND 地 DQ 數(shù)字 輸 入 輸 出 VDD 可 選 的 VDD NC 空引腳 DNC 不 連 接 圖 DS18B20溫度溫度計 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 4 系統(tǒng)軟件 設(shè)計 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 ，它所需要完成的主要是針對系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用。 第 16 腳：背光源負極。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng) RS 和 R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 2 腳： VDD 接 5V正電源。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 圖 1602LCD 尺寸圖 LCD1602主要參數(shù)以及引腳功能 1． 1602 LCD 主要 參數(shù) ： 顯示容量 :162 個字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 :(WH)mm 2． LCD1602 引腳功 能說明 LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 所示 。一般 1602 字符型液晶顯示器實物如圖 所示。 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。但由于沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列