【正文】 出比較電壓, 輸出電壓經(jīng)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。超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖 所示。5V 電源　　　　　　　　　　圖 超聲波測距系統(tǒng)組成框圖第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計硬件電路主要分為單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路和電路音樂回放電路等部分組成。單片機正常工作時，都需要有一個時鐘電路，和一個復(fù)位電路。如圖 所示。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。單片機內(nèi)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。因此選擇了內(nèi)部時鐘方式。C1，C2 對頻率有微調(diào)作用。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。 復(fù)位電路有圖可以看出，是按鍵電平復(fù)位電路，相當(dāng)于按復(fù)位鍵后復(fù)位端通過電阻與Vcc 電源接通。單片機在啟動運行時，都需要先復(fù)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。但單片機本身是不能自動進行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路來實現(xiàn)。 多諧振蕩器采用 555 構(gòu)成多諧振蕩器可以實現(xiàn)寬范圍占空比的調(diào)節(jié)!并且電路設(shè)計簡單!占用面積小。 TRIG2Q 3R4CVolt5 THR 6DIS 7VCC8GND1U1NE555R110KR210K5VC1C2VC 圖 超聲波發(fā)射電路接通電源后，電容 C 被充電，VC 上升，當(dāng) VC 上升到 2/3VCC 時，觸發(fā)器被復(fù)位，同時放電 BJT T 導(dǎo)通，此時 Vo 為低電平，電容 C 通過 R2 和 T 放電，使 VC 下降。電容器 C 放電所需的時間為 Rtpl ??當(dāng) C 放電結(jié)束時，T 截止，VCC 將能過 R1，R2 向電容器充電，VC 由 1/3VCC上升到 2/3VCC 所需的時間為??????當(dāng) VC 上升到 2/3VCC 時，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，在輸出端就得到一個周期性的方波，其頻率為 ??RtfPLH2143.???由于 555 內(nèi)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。為了調(diào)解的方便，我把R1 和 R2 都換成了電位器，就形成了占空比可調(diào)的電位器。也能滿足波盡可能的減小失真。 超聲波傳感器從圖 超聲波的發(fā)射電路上看還有一個超聲波傳感器。在設(shè)計中選擇了壓電式超聲波發(fā)聲器。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當(dāng)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(chǎn)生超聲波。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）壓電晶片電極共振板 圖 超聲波傳感器結(jié)構(gòu) 超聲波接收電路超聲波接收電路包括由 MC3403 構(gòu)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(xiàn)超聲波的接收功能。如圖 所示,設(shè)計中,采用三級放大電路,將信號最大能放大 50 萬倍。根據(jù)公式 Au=R6/R4(以第一級放大電路為例),可以求得各放大電路的參數(shù)。第三給放大是可調(diào)的 Au=Rx/ R2=10K。所以放大倍數(shù)是在（0～50）之間。這樣更有利于達到自己想要的理想結(jié)果。電容 CCC12 的作用為濾掉直流信號,對電容的大小無特別要求,所以一律選為 1000PF。MC3403 是四低功耗運算放大器。圖 MC3403 的引腳結(jié)構(gòu) 電壓比較電路及其參數(shù)的設(shè)計電壓比較器的功能是比較兩個電壓值的大小,例如,將一個信號電壓 U1 和另一個參考電壓 UR 進行比較,在 U1UR 和 U1UR 時,電壓比較器輸出兩個不同的電平,即高電平和低電平。系統(tǒng)中,比較器的作用是將信號電壓與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓相比較,當(dāng)信號電壓大于基準(zhǔn)電壓時,比較器輸出正脈沖,Q1 導(dǎo)通, 接收負脈沖信號,單片機 CPU 發(fā)出中斷,記錄發(fā)射信號與接受信號之間的時間,并計算距離。第二,要使經(jīng)過三極管以后的電壓與 AT89C52 的 口相匹配。用做電壓比較器的的 LM358，從圖 可以看出比較器的的基準(zhǔn)電壓是可調(diào)的，因為從超聲波接收的信號，要求有很高的靈敏度和精度，從放大電路出來的電壓變化是非常微妙的，必須配和可調(diào)的基準(zhǔn)電壓采能滿足進行比較達到達到設(shè)計中的需要。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。 圖 LM358 的引腳結(jié) LCD 液晶顯示部分結(jié)構(gòu)在顯示模塊中，選擇了 JM12864J 型圖形點陣液晶顯示模塊進行顯示。JM12864J 一共有有 20 個引腳，包括數(shù)據(jù)引腳，控制引腳和電源引腳，硬件電路非常簡單。 LCD JM12864J超聲波測距儀 －黃益展距離： 米當(dāng)前溫度：00℃ 圖 LCD 顯示屏 LCD 的參數(shù)和性能及引腳介紹 JM12864J 是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動器/ 列驅(qū)動器及12864 ,也可以顯示 84 個(1616 點陣) 顯示器是把 LCD 顯示屏和控制模塊結(jié)合在一起組成一個的整體。外部引腳提供了接口的通道，而外部單片機對模塊的讀寫操作則執(zhí)行了單片機的模塊之間的信息交流， 一共有 20 個引腳，外部引腳編號為 1～20。表 2 外部引腳及含義管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述1 VSS 0V 電源地2 VDD 電源電壓3 V0 液晶顯示器驅(qū)動電壓:0～5V4 RS H/L RS=“H”,表示 DB7~DB0 為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示 DB7~DB0 為顯示指令數(shù)據(jù)5 R/W H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到 DB7~DB0R/W=“L”,E=“H→L”, DB7~DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或DR6 E H/L 使能信號：R/W=“L”,E 信號下降沿鎖存 DB7~DB0 R/W=“H”,E=“H” DDRAM 數(shù)據(jù)讀到DB7~DB0 7～14 DB0～DB7 H/L 數(shù)據(jù)總線15 CS1 H/L H:選擇芯片(右半屏)信號16 CS2 H/L H:選擇芯片(左半屏)信號17 RESET H/L 復(fù)位信號,低電平復(fù)位18 VOUT 10V LCD 驅(qū)動負電壓19 LED+ DC+5V LED 背光板電源20 LED DC0V LED 背光板電源 AT89C52 和 LCD 顯示器模塊的接口AT89C52 和 LCD 顯示器模塊的接口包括硬件接口和軟件接口兩個部分。軟件接口是指AT89C52 對 LCD 顯示器模塊的顯示控制方法及程序。 AT89C52 和 LCD 顯示器模塊的硬件接口 AT89C52 和 JM12864J 的硬件接口連線如圖 所示。當(dāng) 電平由高到低產(chǎn)生一個下降沿脈沖，就產(chǎn)生能動信號 E。其中 用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)指令標(biāo)志信號 RS； 用于產(chǎn)生讀寫信號R/W；、 用于產(chǎn)生選擇信號 CSCS2； 用于產(chǎn)生復(fù)位信號 RST。為使顯示屏能具有滿意的亮度，在+5V 和5V 之間接一個電位器，用于調(diào)節(jié)VEE 的電壓。EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10AT89C52GND 1VDD 2V0 3RS 4RW 5E 6DB0 7DB1 8DB2 9DB3 10DB4 11DB5 12DB6 13DB7 14CSA 15CSB 16RST 17VEE 18BLA