数码管显示的超声波传感器毕业设计论文(编辑修改稿)

数码管显示的超声波传感器毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

R34330SEL1SEL2SEL3SEL4VCC VCC VCC VCCCOM1COM2COM3COM4a1b2c3d4e5COM210COM19h8f6g7COM311COM412ab cdefgh数码管COM1COM2COM3COM4P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P30/RxD10P31/TxD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40GND20STC89C52 福建电力职业技术学院 毕业论文 6 图 数码管与单片机的接口电路 HCSR04超声波测距模块硬件设计 HCSR04 简介 HCSR04 超声波模块性能稳定、测度距离精确、模块高精度、盲区小。 此模块应用于物体测距、液位检测、公共安防和停车场 检测。 基本工作原理： (1)采用 IO 口 TRIG 触发测距，给至少 10us 的高电平信号。 (2)模块自动发送 8 个40khz 的方波，自动检测是否有信号返回。 (3)有信号返回，通过 IO 口 ECHO 输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。 测试距离 =(高电平时间*声速 (340M/S))/2。 该超声波模块包含了超声波发射电路和超声波接收电路。 图 为 HCSR04 超声波模块。 H CV C CG N DT R I GE D G BP 1 0P 1 1 图 HCSR04 超声波模块 超声波 发射电路 超声波发射电路的前置电路是由一个 555 无稳态电路组成的多谐振荡器，它是一种是间接反馈型，振荡电阻是连在电源 VCC 上的 555 电路，它是用来产生方波信号的。 超声波发射电路的后半部分主要由非门组成的电路，其中作用是：两组非门是倒相的，使负载上可以得到两种方向的电流，峰峰值为电源的两倍。 非门并联是为了提高输出电流驱动能力，也就是提高输出功率。 下图 为超声波发射电路原理图 P W M 1 235 681 01 21 31 149U 1 A4 0 6 9U 1 C4 0 6 9U 1 D4 0 6 9U 1 E4 0 6 9U 1 F4 0 6 9U 1 B4 0 6 9L S 1U C M 4 0C 21 0 421 图 超声波发射电路原理图 福建电力职业技术学院 毕业论文 7 发射电路的输入端接单片机任意端的输出端口， 单片机执行相应的程序后，在该输出端口输出一个 40kHz 的脉冲信号，经过三极管 T 放大，由驱动超声波发射头发出长约 6mm、频率为 40kHz 的脉冲超声波，且持续发射，遇到物体后反射至接收电路。 超声波接收电路 超声波接收电路由超声波传感器、两级放大电路和锁相环电路组成。 发射头发射出去的超声波经障碍物反射后，反射到接收头， 由于 超声波传感器接收到的反射波信号非常微弱， 所以需要两级放大电路 对传感器接收到的信号进行放大。 锁相环电路接收到频率符合要求的信号后向单片机发出 低电平中断请求信号，单片机检测到低电平后停止 定时器的工作。 发送的超声波频率为 40kHz，调整相关元件使锁相环的中心频率为 40kHz，只响应该频率的信号，避免了其他频率信号的干扰。 下图 为超声波接收电路原理图。 O f i lL f i lI NV +O U TG N DC tR t1234 5678R 1R 2R 4R 3U 0R 5R P 1C 31 0 4C 61 0 4C 51 0 4U 1 D4 0 6 9U 1 E4 0 6 9C 41 0 4V C C 图 超声波接收 电路原理图 当超声波传感器接收到超声波信号后，送入两级放大器放大，放大后的信号进入锁相环检波，如果频率为 40kHz，则从 8 脚发出低电平中断请求信号送单片机 端，单片机检测到低电平后停止定时器的工作。 第三章 软件设计 数码管软件设计 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。 静态显示驱动 静态驱动也称直流驱动。 静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I/O 端口进行驱动，或者使用如 BCD 码 二 — 十进制译码器译码进行驱动。 静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 I/O 端口多，如驱动 5 个数码管静态福建电力职业技术学院 毕业论文 8 显示则需要 5 8=40 根 I/O 端口来驱动，要知道 ATC89S52 单片机可用的 I/O 端口才32 个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动 ，增加了硬件电路的复杂性。 动态显示驱动 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的 8 个显示笔划 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通 COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。 通过分时轮流控制各个数 码管的的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。 在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为 1～ 2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 图 为中断流程图。 中 断 开 始S t a t e = 0S t a t e + +第 一 个 数 码 管 显 示S t a t s = 1 ?S t a t s = 2 ?S t a t s = 3 ?S t a t s = 4 ?第 二 个 数 码 管 显 示第 三 个 数 码 管 显 示第 四 个 数 码 管 显 示S t a t e = 0中 断 结 束YYYYNNNN福建电力职业技术学院 毕业论文 9 图 中断程序流程图 本设计的数码管显示是先将系统获得的位移值分解成 4 个数，然后通过定时 器的中断（将程序中定时器的初始值设定为 2ms，而后进入中断进行数码管显示） HCSR04 超声波测距模块软件设计 根据 HCSR04 超声波测距模块的工作原理画出 HCSR04 超声波测距模块的时序图 和 HCSR04 超声波测距模块流程图。 图 为 HCSR04 超声波测距模块时序图 ，图。