電子尺電路的設(shè)計

摘要超聲波測距儀基于STC12單片機。在分析和理解超聲的一些好處和特性之后，還介紹了使用超聲測距的基本原理。最后，我們決定將STC12單片機系統(tǒng)和超聲傳感器一起使用。超聲波遙測儀硬件主要由電源和復(fù)位模塊，單片機和超聲波模塊，超聲波發(fā)射器模塊，超聲波接收器模塊，角度傳感器，12864液晶顯示器，高級信號模塊組成。軟件部分主要由一個單片機主程序，一個基于輻射的距離計算和超聲接收程序，一個在LED上顯示距離的程序，一個按鍵管理程序和一個警報程序組成，一個蜂鳴器。該系統(tǒng)易于管理，性能穩(wěn)定，測量準(zhǔn)確，最重要的是，它可以實時測量距離。關(guān)鍵詞：STC12；測距儀；超聲波；12864液晶顯示；實時測量；AbstractThegraduationdesignofultrasonicrangefinderisbasedontheSTC12MCUdesign,intheanalysisandunderstandingofsomeadvantagesandcharacteristicsofultrasonic,andlookattheuseofultrasonicrangingbasicprinciples.FinallydecidedtouseSTC12MCUsystemandultrasonicsensorstogether.Thehardwarepartofthedesignedultrasonicrangefindermainlyincludespowersupplyandresetmodule,ultrasonictransmittingmodulecomposedofSCMandultrasonicmodule,ultrasonicreceivingmodule,Anglesensor,12864liquidcrystaldisplaymoduleandextendedalarmmodule.Thesoftwarepartmainlyincludesthemicrocontrollermainprogram,accordingtotheultrasonictransmissionandreceptioncalculationdistanceprogram,LEDdistancedisplayprogram,buttoncontrolprogramandbuzzeralarmprogram,sothatthesystemhasthecharacteristicsofmodularization.Thesystemiseasytocontrol,hasreliableperformance,hasahighmeasurementaccuracy,themostimportantistomeasurethedistanceinrealtime.Keywords：STC12;Rangefinder;Ultrasound;12864liquidcrystaldisplay;Real-timemeasurement;目錄摘要 1Abstract 2目錄 3第1章緒論 51.1課題背景 51.2研究課題的目的及意義 51.3課題研究內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo) 6第2章方案設(shè)計和論證 82.1系統(tǒng)方案論證 82.1.1單片機的選擇 82.1.2單片機對比 92.2系統(tǒng)方案確定及系統(tǒng)框圖 9本章小結(jié) 10第3章單元電路設(shè)計 113.1單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計 113.1.1單片機復(fù)位電路設(shè)計 113.1.2單片機時鐘電路的設(shè)計 113.2MPU6050角度傳感器電路設(shè)計 123.3HC-SR04超聲波電路設(shè)計 143.4液晶12864液晶顯示電路設(shè)計 163.5按鍵電路設(shè)計 163.6報警電路 18本章小結(jié) 19第4章軟件程序設(shè)計 204.1主程序流程圖 204.2報警子程序 214.3距離調(diào)節(jié)子程序 21本章小結(jié) 23第5章整機電路工作原理及調(diào)試 245.1整機工作原理 245.2電路調(diào)試 24本章小結(jié) 25結(jié)論 26第1章緒論1.1課題背景人類的測量方法隨著時代的變遷也在現(xiàn)著變化，工具更是五花人門。最初是以具體實物測量、如國王的手臂長、腳長等，所以英寸叫foot。在19世紀(jì)法國人制作了一把標(biāo)準(zhǔn)米尺，鉑銥合金制成，以子午線長度的4千萬分之一訂為一米，但標(biāo)準(zhǔn)尺會有熱脹冷縮現(xiàn)象，也隨著測量設(shè)備的發(fā)展，用戶發(fā)現(xiàn)了超聲方向性高，功耗低，分布范圍長的優(yōu)點。超聲波測量是一種實用，快速和準(zhǔn)確的測量方法。機械振動會產(chǎn)生超聲波，該超聲波可以在不同的環(huán)境中以不同的速度傳播。超聲波通常用于測量，因為它們具有較高的方向性和較低的功耗，可讓您在環(huán)境中移動很遠的距離。電子尺主要用于避免對機器人，建筑工地，倒車?yán)走_和某些工業(yè)場所的障礙。例如：對于鉆孔深度，液位，管道長度等，準(zhǔn)確的距離測量是必要的，尤其是在非接觸零件制造零件和工業(yè)機器人的運動中，這對于研究實際上重要的電子規(guī)則的原理是必需的。您不僅會改進自己的電路設(shè)計以進行有關(guān)此主題的研究和開發(fā)，而且您還將更好地了解單片機及其應(yīng)用。1.2研究課題的目的及意義電子尺超聲波測距是一種非接觸式檢測方法。與其他方法（例如光學(xué)或電磁方法）相比，它不受測試設(shè)備的顏色和光的影響。它也非常適合在惡劣條件下進行測試，例如灰塵，黑暗，電磁干擾，毒藥和煙霧。因此，超聲波被廣泛用于物體識別，汽車導(dǎo)航，自動機器人控制和液位測量。由于空氣的波速相對較小，因此特別適用于空氣中的距離測量以及超聲回波信號的傳播方向結(jié)構(gòu)的信息?？梢院苋菀椎貦z測到它。分辨率很高，因此精度很高。結(jié)構(gòu)簡單，體積小，信號處理可靠的優(yōu)點。電子尺是一種很有前途的技術(shù)，近場超聲的距離與光無關(guān)。結(jié)構(gòu)相對簡單，成本低。超聲波測量的最重要優(yōu)點是環(huán)境正常，可以以非常大的面積使用空氣，液體和固體。更重要的是，使用超聲波可以顯著降低工作強度，避免在困難的工作環(huán)境中對工人造成潛在損害，并提高測距結(jié)果的準(zhǔn)確性。超聲波測距儀也可以用于其他目的。在諸如機器人避障系統(tǒng)，集成在車輛中的防撞系統(tǒng)，自動停車系統(tǒng)和倒車?yán)走_等功能系統(tǒng)中，超聲波測距儀在電子測量的發(fā)展中非常重要。由于凈化器接收超聲波之間的時間差，例如輻射去除。到處都有超聲波漁民捕獲超聲波并開始調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸。超聲波在空中搖擺，并在嚴(yán)重事件后返回。當(dāng)超聲波被可視化時，立即實現(xiàn)同步。超聲波馬達以真實的鏡頭分辨率運行。壓電超聲壓電馬達內(nèi)的裝置包括雙頁巖和聲音系統(tǒng)。當(dāng)通過時間測量來測量提供給電極的信號并且壓電分離時間通常相同時，壓電照明會減少超聲波的產(chǎn)生。即，當(dāng)不使用兩個電極之間的電壓和超聲波時，達到共振光。壓電與轉(zhuǎn)換為電信號和振動的機械能結(jié)合在一起。把超聲波傳感器收到信號送給單片機，單片機進行處理對其進行運算顯示給128X64液晶顯示出距離和水平角度，從而顯示出結(jié)果，其角度顯示是通過MPU6050角度傳感器的得知角度偏差、和具體的角度數(shù)值送回單片機，單片機送顯示，顯示出具體的角度。1.3課題研究內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo)本次課題研究設(shè)計簡單實用，測量精度達到+-0.05cm。本節(jié)中描述的抑制系統(tǒng)由單片機控制。超聲波通過超聲波發(fā)送器沿特定方向發(fā)送，并且配備有微芯片的微計算機在發(fā)送時間的同時開始同步。超聲波在空氣中傳播，并在與障礙物碰撞后立即反射，并且超聲波接收器在接收到反射波后立即停止同步。超聲波在大氣中的傳播速度為V。根據(jù)計時器記錄的時間T，可以計算出發(fā)射點與障礙物之間的距離。該系統(tǒng)使用單片機來控制超聲波的發(fā)送和信號傳播時間，直到超聲波的發(fā)送和接收為止。電路輸出連接到外部中斷源輸入。該系統(tǒng)定期發(fā)射超聲波。當(dāng)發(fā)射器電路啟動時，其內(nèi)部定時器啟動。計時器的計時器功能用于記錄超聲波發(fā)送時間和反射波接收時間。當(dāng)接收到反射的超聲波時，在接收電路的輸出處產(chǎn)生負(fù)輸出，從外部中斷源的輸入端口產(chǎn)生中斷請求信號，并執(zhí)行。外部中斷服務(wù)程序響應(yīng)外部中斷請求讀取視差。計算出的距離將發(fā)送到LED顯示屏。技術(shù)指標(biāo)如下：1、采用超聲波傳感器器測量距離，測量為2路，可以同時使用，也可單獨使用；2、測量距離最遠為500cm，最小距離2cm誤差在±0.05cm；3、設(shè)置1米閾值；到達閾值，由蜂鳴器發(fā)聲報警；4、顯示有液晶12864完成，顯示XY探測距離、水平角及XY夾角，角度范圍在0-90度，誤差在±0.05度；第2章方案設(shè)計和論證2.1系統(tǒng)方案論證整個設(shè)計包括一個單片機控制模塊，一個超聲波產(chǎn)生電路，一個超聲波接收電路，一個顯示電路，一個按鍵電路，一個旋轉(zhuǎn)角度傳感器和一個報警請求電路。在本設(shè)計中，選擇了STC12單片機作為主控制器。由于這是一門課程，因此對該單片機有清楚的了解。顯示模塊使用12X864進行顯示，HC-SR04超聲波發(fā)射信號，且接收反饋，得到結(jié)果送給STC12單片機，STC12送到顯示電路。從而顯示出距離，達到了測試距離的目的。2.1.1單片機的選擇該單片機的存儲器具有哈佛結(jié)構(gòu)（程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分別使用）。單片機的程序存儲器存儲固定常數(shù)，其是固定的固定程序和表數(shù)據(jù)。芯片的8KB閃存地址范圍是0000H至1FFFH。擴展程序存儲器的最大存儲容量為64KB，其地址范圍為0000H至FFFF。程序存儲器可分為兩部分：外部程序存儲器和內(nèi)部程序存儲器?？梢詫π酒獠康拇鎯ζ鬟M行編程或?qū)π酒拇鎯ζ鬟M行編程。還有另一種用于逐行掃描的應(yīng)用程序。如果系統(tǒng)具有需要動態(tài)掃描的設(shè)備（例如數(shù)字LED燈管或點矩陣），則行掃描線會提供動態(tài)選通信號，并且有成千上萬個用于獲取信號的端口。重用和代碼折疊的目的。除了上面列出的多個密鑰系統(tǒng)外，還有一些使用較少端口的密鑰系統(tǒng)。該系統(tǒng)與矩陣鍵系統(tǒng)相同，除了行和列端口使用相同的端口/矩陣對。用二極管替換角落按鈕。如圖所示，鍵的數(shù)量為Knum=Pnum*（Pnum-1）。其中Pnum是使用的端口數(shù)。以4端口為例，如果最多使用4個按鍵，并且沒有解碼器的2-4或3-8解碼器，則只能使用4個按鍵，一對一，最多8個按鍵。該電路可以達到12個按鍵。電路程序的這一部分與沒有解碼器的部分相同，只是沒有對角線被二極管替代。定義顧問的高值和低值。當(dāng)EA為低電平時，處理器開始從芯片中提取0000H命令。如果PC值在1FFFH范圍內(nèi)，則可以使用閃存。當(dāng)PC值超過1FFFH時，可從微處理器外部訪問程序存儲器。如果EA太高，它將僅訪問芯片的外部存儲器，而不訪問程序的內(nèi)部存儲器。2.1.2單片機對比STC12是系列8051的單片機，與上述提供2kV/4kV（EFT）的快速脈沖干擾的單片機相比，它們提供更高的ESD保護。），寬電壓范圍，-40?85寬溫度范圍，同一晶振，速度通常是51的8-12倍，提供10個不同的AD10位和兩個不同的定時器PWM其他串行I/O端口可以指定用于功能，SPI，EEPROM接口和1K內(nèi)部擴展隨機存取存儲器WATCH_DOG。有四個狀態(tài)中斷優(yōu)先級，可以定義四個狀態(tài)。最后，我們選擇了STC12，因為它比其他兩個更快，更方便。2.2系統(tǒng)方案確定及系統(tǒng)框圖綜上所述選用STC12單片機與液晶12864顯示最為合適。如下為系統(tǒng)框圖圖2-1。超超聲波產(chǎn)生電路超聲波接收電路按鍵電路角度傳感器單片機最小系統(tǒng)報警提示電路顯示電路圖2-1電子尺電路的設(shè)計系統(tǒng)框圖顯示電路：能顯示兩路的超聲波傳感器測回來的距離，并且可以顯示設(shè)置距離上下限的閾值，顯示水平角度。超聲波產(chǎn)生電路：超聲波傳感器發(fā)射一個信號遇到了一個阻擋物。超聲波接收電路：經(jīng)過阻擋物反射回來計算出途中所經(jīng)過的距離。角度傳感器：能測量出設(shè)備是否處于水平方向。按鍵電路：能夠設(shè)置閾值，到達閾值報警。報警提示電路：當(dāng)?shù)竭_閾值發(fā)生報警音，報警提示電路工作。本章小結(jié)本章闡述系統(tǒng)方案確定，通過本章的學(xué)習(xí)我知道了單片機的分類，也在其中找到了最適合自己電路的一個，并且學(xué)會了繪制系統(tǒng)框架圖，當(dāng)打開電子尺之后，開啟超聲波測位，我設(shè)計了一個閾值，當(dāng)閾值到達我設(shè)置的上限時，就會有一聲報警。在此任務(wù)中我也學(xué)會了不少的繪制框圖的能力。通過本章學(xué)習(xí)在單片機的對比上我也有了自己獨特的見解了，學(xué)到了很多關(guān)于單片機選擇的知識。第3章單元電路設(shè)計3.1單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計3.1.1單片機復(fù)位電路設(shè)計單片機通過外部電路復(fù)位。當(dāng)時鐘電路被激活時，當(dāng)單片機端子RST引腳超過24個脈沖時，單片機立即將初始化狀態(tài)重置為高電平。煩亂。設(shè)計復(fù)位電路以確保穩(wěn)定的復(fù)位時，RST值不高。只要RST電平不變，微控制器就會定期復(fù)位。圖3-1單片機復(fù)位電路3.1.2單片機時鐘電路的設(shè)計單片機有時被認(rèn)為是由時鐘發(fā)生器控制的順序邏輯電路。使用單片機時，所有操作都在時鐘信號的控制下進行。執(zhí)行該命令時，CPU控制器必須發(fā)出一系列已定義的控制信號。圖3-2單片機時鐘電路3.2MPU6050角度傳感器電路設(shè)計圖3-3MPU6050電子陀螺儀角度傳感器仿真圖該電路使用MPU6050角度傳感器確定角度。優(yōu)點是它配備了數(shù)字運動處理（DMP），可以輸出6或9軸的位置計算數(shù)據(jù)（需要外部磁傳感器）。內(nèi)置3軸（陀螺儀）角速度傳感器，具有可編程控制和可編程控制功能，范圍為±250，±500，±1000和±2000°/s。內(nèi)置3軸可編程加速度，范圍為±2g，±4g，±8g和±16g。提供了一個數(shù)字溫度傳感器。發(fā)出中斷，支持手勢識別，移動，縮放，滾動以中斷快速下降，按高度中斷，零運動檢測，觸摸檢測和抖動檢測。FIFO字節(jié)減少了系統(tǒng)功耗。IIC通訊接口高達400kHz。超小型封裝：4x4x0.9mm（QFN）。MPU6050角度計算結(jié)果傳輸?shù)奖粶y微控制器返回的下一個12X864LCD，并顯示該值。陀螺儀對象：將對象的旋轉(zhuǎn)方向（由外力表示）設(shè)置為陀螺儀。人們使用此策略來支持該策略。然后，讀取指令的另一種方法是指向軸并將數(shù)據(jù)自動傳遞給控制器??。我們在旅行時使用此指南。輪子越快，速度就越快?，F(xiàn)在可以完成對象的顯示。許多國際航空航天工業(yè)都在航空，飛機，飛機和國防系統(tǒng)中。雖然最常使用機械致動器，但主陀螺儀和陀螺儀對結(jié)構(gòu)工作的機械要求很高。1980光纖陀螺儀是現(xiàn)代80光纖陀螺儀的優(yōu)點，應(yīng)提供最準(zhǔn)確的快速陀螺儀激光開發(fā)信息。光纖陀螺儀主題具有緊湊的結(jié)構(gòu)，高靈敏度和穩(wěn)定的性能。在許多情況下，光纖陀螺儀已經(jīng)成功引入了天然氣傳感器，除了激光陀螺儀（現(xiàn)代設(shè)備的重要組成部分）之外，天然氣傳感器還開發(fā)了光纖探頭。加速度傳感器：聲音的力量在于它可以測量速度。通常在設(shè)備，存儲系統(tǒng)，污染物，污染物和通信系統(tǒng)中使用?？焖贉y量流體，并使用兩噸扭矩獲得加速度值。速度是功率，功率，重量和電池壽命最敏感的方面之一。MPU6050工具使用工具來測量陀螺儀線，同時輕松提高速度。MPU-60X0：運動傳感器60X0MPU軸優(yōu)先9.該陀螺儀中包含三軸MMS，三軸質(zhì)量計，數(shù)字和運動傳感器（數(shù)字DMP處理器運動）和三個I2C內(nèi)部控制器（例如Chumba）。此外，還有一個I2C或SPI接口，可以將其傳遞給第九個信號（PIU僅適用于MPU-6000）。MPU-60X0可以通過I2C數(shù)字接口連接到中性系統(tǒng)和音頻系統(tǒng)。MPU-60X0陀螺儀和加速器是一個16位ADC，在數(shù)字系統(tǒng)上進行測量。為了達到正確的速度和最大速度，用戶可以調(diào)整測量速度。陀螺儀測量范圍為$250，±500，±1,000、?2,000°/s（dps）和速度。電量2、1、4，±8，±16克電量消耗1,024字節(jié)的FIFO。同樣，所有使用英語界面的設(shè)備都連接到ICISPI1MHz至400MHz（僅適用于SPIMPU-6000）。文章包括要求快速讀取速度的應(yīng)用，包括使用具有20MHzSPI發(fā)生器，熱交換器和超過1％的刀具功率的設(shè)備。無論QFN土地上有多少人，旅客檔案都可以達到10,000g44×0.9mm小氣候（正方形，免費）。如果啟用，則MPU-60X0VDD為2.5V±5％，±5％3.0V或3.3V。援助為5％。第二個項目是為VlogicMPU-6050配置提供小組工作的ILO。電壓可以為vlogic1.8±5％或VDD。完整的字符串分析，其他的分析-通過列線分析的逐行分析可以兩種方式實現(xiàn)。實際上，在上面的示例中，該過程是一種掃描所有行的方法，其特征在于，可以在知道是否已按下某個鍵的情況下確定檢測到的行和列的值。按下按鈕。然而，分級和熱界面Px和Py需要是雙向的。也就是說，它具有輸入和輸出功能，并且微控制器端口基本上可以裝滿。另一種檢測方法是首先指定行和列。例如，如果輸出線路端口PX不完整，但是輸出單個最低有效位（即某個H.行）已預(yù)先顯示，并且按下了該行中的按鈕，則Py讀取的值為按鈕位于“表示”列中。Px端口逐漸傳輸位并每次讀取Py的值。這種處理方法在于數(shù)字化的重要性。由于按鍵是機械運動，因此與微控制器的速度相比，一個周期足以捕獲按鍵的效果。此掃描方法逐行掃描熱量。電子設(shè)備（DMP）：陀螺儀，電視和音頻DMP接收和接收DMP。外部寄存器可以設(shè)置輸出數(shù)據(jù)或通過讀取FIFODMP緩沖區(qū)來干擾外部MPU。數(shù)據(jù)傳輸：1.在以前的博客文章中詳細介紹了I2C的原理，此處不再贅述。寫寄存器MPU-60X0除主設(shè)備外還生成起始標(biāo)志（S）和地址位，但記錄0和1以添加R/W位。在第九個周期（高電平）中，MPU-60X0生成確認(rèn)信號。接下來，主機收到響應(yīng)后，發(fā)送起始地址寄存器（RA），激活數(shù)據(jù)傳輸寄存器，并且始終有一個響應(yīng)信號。要讀取60X0MPU寄存器的值，第一代主設(shè)備的啟動信號（S）發(fā)送從設(shè)備的地址位，寫入數(shù)據(jù)位，保存，發(fā)送地址并啟動寄存器，我可以做到。接下來，主機接收到響應(yīng)信號后，發(fā)送一個啟動信號，并從讀取的數(shù)據(jù)位發(fā)送設(shè)備地址位。之后，MPU-60X0作為從設(shè)備生成響應(yīng)信號，并開始在注冊表中進行數(shù)據(jù)傳輸。通信以主機產(chǎn)生的否定確認(rèn)信號（NACK）和終止指示符（P）結(jié)尾。拒絕響應(yīng)信號（NACK）定義為在第九個時鐘周期內(nèi)生成的高電平SDA數(shù)據(jù)。3.3HC-SR04超聲波電路設(shè)計圖3-4HC-SR04超聲波模塊仿真圖HC-SR04超聲波測距模塊提供2cm至400cm的非接觸式距離檢測，距離精度高達3mm。該模塊包括超聲發(fā)射器，接收器和控制電路。該模塊的優(yōu)點是易于使用。每個控制端口都發(fā)送一個高于10μs的電平，因此它可以等待接收端口上的高電平輸出。如果有輸出，則可以啟動計時器。如果端口出現(xiàn)故障，則可以讀取計時器值?，F(xiàn)在是在計算當(dāng)前距離之前測量距離的時刻。在連續(xù)的周期中，此測量可以達到移動測量。壓電傳感器是電聲和超聲傳感器。探頭由壓電尖端，墊圈和密封件組成。它是用于超聲檢查以實現(xiàn)電聲能量互轉(zhuǎn)換的最常用傳感器。這是超聲系統(tǒng)的重要組成部分。在大多數(shù)情況下，鍵的數(shù)量相對較大。要使用盡可能少的端口，必須使用矩陣鍵組合。鍵位于行和列的矩陣中，其中每一行分隔行，而每一列刪除一列行?；衔锏摹笆Ｓ嘁粋€”必須是16個端口，其中8個用于耦合到矩陣中，例如16個端口。Px和Py是處理器和I/O端口。在此示例中，您可以使用另一個端口或相同的8位端口。無需上拉電阻。如果微控制器的輸入/輸出端口具有上拉電路，則可以省略。該電路的工作原理是掃描程序并確定鍵狀態(tài)。例如，將Px端口的4位設(shè)置為低。當(dāng)某些鍵為空時，從食人魚端口讀取時，4位為高。按一個鍵按該鍵。該鍵列位的讀數(shù)將較小。因此，確定按鍵的列，確定具有下一個按鍵的行，將Py端口輸入值設(shè)置為輸出，將Px值設(shè)置為較高，然后讓下一個按鍵讀取位置中的輸入即可確定行并查找鑰匙。定位鍵的位置和行位置。傳感器的主要組件是壓電芯片。壓電芯片每次被傳遞的電脈沖激勵時，都會產(chǎn)生一個與壓電效應(yīng)相反的聲脈沖。每次將超聲波施加到板上時，都可以將其轉(zhuǎn)換為與由強制振動膜引起的壓電效應(yīng)的變形量相對應(yīng)的電信號。即，壓電陶瓷板機械地驅(qū)動諸如空氣的介質(zhì)，并且AC電壓可以被施加到由相同頻率的振動和發(fā)光產(chǎn)生的頻率（f0）。超聲。如果壓電陶瓷板中存在機械和超聲波，則會發(fā)生與機械和超聲波相對應(yīng)的機械變形。由于機械變形，壓電陶瓷片產(chǎn)生與機械和超聲波相同的頻率。壓電信號超聲發(fā)生器實際上在具有兩個壓電微電路和一個諧振板的壓電晶體的諧振下工作。此時，壓電芯片通過使共振板振動而產(chǎn)生超聲波。另一方面，當(dāng)諧振卡在沒有在兩個電極之間施加電壓的情況下接收超聲波時，形成了將振動轉(zhuǎn)換成電信號并轉(zhuǎn)換成機械能的壓電芯片。壓電陶瓷板具有固定的諧振頻率。即當(dāng)中心頻率發(fā)射超聲波時，所施加的AC電壓的頻率需要與自諧振頻率匹配，并且在這種情況下，超聲波傳感器的靈敏度必須更高。如果所使用的壓電材料不變，則通過改變壓電陶瓷板的幾何尺寸來改變獨特的諧振頻率非常方便。此功能可用于生產(chǎn)具有不同頻率的超聲波傳感器。是將一對一的動態(tài)校驗矩陣與直接連接密鑰組合在一起。一對一直接連接，左右電路的工作方式相同。不同之處在于，當(dāng)按下按鈕時，左側(cè)的CPU輸入插座通常為高電平，而右側(cè)的穩(wěn)定狀態(tài)為低電平，并且按鈕向上移動。這種設(shè)計既簡單又容易，如果按鈕占據(jù)了端口且按鈕的數(shù)量少且端口的數(shù)量大，則可以直接使用。超聲換能器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由壓電陶瓷板，圓錐形喇叭，底座，金屬絲，金屬涂層和金屬絲網(wǎng)組成，壓電陶瓷板是傳感器的核心。接收聚焦的能量，發(fā)射超聲波，并在此傳感器的方向上設(shè)置特定角度。金屬外殼可防止損壞外部壓電陶瓷板和圓錐形喇叭。絲網(wǎng)也是一種保護裝置，不會影響超聲波的發(fā)送和接收。3.4液晶12864液晶顯示電路設(shè)計圖3-5液晶12864顯示模塊仿真圖這次128X64中文LCD使用各種接口模式，例如4/8/8位并行，2線或3線串行。圖形LCD模塊，其屏幕分辨率為128x64、8192中文漢字16*16像素和128組ASCII字符（內(nèi)置16*8像素）。借助該模塊靈活的用戶界面和簡單實用的用戶手冊，您可以為中國用戶的計算機創(chuàng)建完整的交互式圖形用戶界面。8x4行可以16x16漢字顯示。圖形顯示也可以完成。低電壓和低功耗是其他重要特征。與同類型的點陣圖形LCD顯示模塊相比，該模塊的LCD顯示電路要簡單得多，無論硬件電路或顯示程序結(jié)構(gòu)如何，該模塊的價格都是相同的。點陣比LCD便宜一點3.5按鍵電路設(shè)計鍵盤分為獨立按鍵和矩陣按鍵。因為系統(tǒng)中使用的按鍵不是很多，所以選擇使用獨立按鍵的方式連接電路。按鍵開關(guān)的電平狀態(tài)為：當(dāng)按鍵被按下時，發(fā)出的電平信號為低電平；當(dāng)按鍵開關(guān)彈起時，發(fā)出的電平信號為高電平；這些電平信號都是通過按開關(guān)鍵和單片機相連引腳發(fā)出，被單片機系統(tǒng)接收并處理。這些按鍵的主要功能為：（1）設(shè)置鍵：由主顯示界面切換到上調(diào)界面或下調(diào)界面或水平度顯示界面（2）下限減鍵：數(shù)字下調(diào)（3）上限加鍵：數(shù)字上調(diào)圖3-6按鍵電路最常見的方法：1.是將一對一的動態(tài)校驗矩陣與直接連接密鑰組合在一起。一對一直接連接，左右電路的工作方式相同。不同之處在于，當(dāng)按下按鈕時，左側(cè)的CPU輸入插座通常為高電平，而右側(cè)的穩(wěn)定狀態(tài)為低電平，并且按鈕向上移動。這種設(shè)計既簡單又容易，如果按鈕占據(jù)了端口且按鈕的數(shù)量少且端口的數(shù)量大，則可以直接使用。2.矩陣按鈕鏈接在大多數(shù)情況下，鍵的數(shù)量相對較大。要使用盡可能少的端口，必須使用矩陣鍵組合。鍵位于行和列的矩陣中，其中每一行分隔行，而每一列刪除一列行?；衔锏摹笆Ｓ嘁粋€”必須是16個端口，其中8個用于耦合到矩陣中，例如16個端口。Px和Py是處理器和I/O端口。在此示例中，您可以使用另一個端口或相同的8位端口。無需上拉電阻。如果微控制器的輸入/輸出端口具有上拉電路，則可以省略。該電路的工作原理是掃描程序并確定鍵狀態(tài)。例如，將Px端口的4位設(shè)置為低。當(dāng)某些鍵為空時，從食人魚端口讀取時，4位為高。按一個鍵按該鍵。該鍵列位的讀數(shù)將較小。因此，確定按鍵的列，確定具有下一個按鍵的行，將Py端口輸入值設(shè)置為輸出，將Px值設(shè)置為較高，然后讓下一個按鍵讀取位置中的輸入即可確定行并查找鑰匙。定位鍵的位置和行位置。完整的字符串分析，其他的分析-通過列線分析的逐行分析可以兩種方式實現(xiàn)。實際上，在上面的示例中，該過程是一種掃描所有行的方法，其特征在于，可以在知道是否已按下某個鍵的情況下確定檢測到的行和列的值。按下按鈕。然而，分級和熱界面Px和Py需要是雙向的。也就是說，它具有輸入和輸出功能，并且微控制器端口基本上可以裝滿。另一種檢測方法是首先指定行和列。例如，如果輸出線路端口PX不完整，但是輸出單個最低有效位（即某個H.行）已預(yù)先顯示，并且按下了該行中的按鈕，則Py讀取的值為按鈕位于“表示”列中。Px端口逐漸傳輸位并每次讀取Py的值。這種處理方法在于數(shù)字化的重要性。由于按鍵是機械運動，因此與微控制器的速度相比，一個周期足以捕獲按鍵的效果。此掃描方法逐行掃描熱量。掃描方法的特征在于，掃描最大可能的行數(shù)并順序掃描，然后按按鈕確定行數(shù)和列數(shù)。這可能是一個問題，但是僅關(guān)閉Px具有僅輸入Py的優(yōu)勢。同時單個像素的弱輸出位。此功能可以簡化端口的數(shù)量，例如使用解碼器。在添加具有相同數(shù)量的密鑰的解碼器（138）之后，CPU使用的端口數(shù)量減少到五個。Px端口的3位僅從0移到7，并且解碼器可以接收與以前相同的線性掃描信號。當(dāng)前，程序的處理過程與上面的略有不同，主要是因為線性表示形式不同。上一行編號中的對應(yīng)位代表一行，子行的值顯示該行。電路圖如下。還有另一種用于逐行掃描的應(yīng)用程序。如果系統(tǒng)具有需要動態(tài)掃描的設(shè)備（例如數(shù)字LED燈管或點矩陣），則行掃描線會提供動態(tài)選通信號，并且有成千上萬個用于獲取信號的端口。重用和代碼折疊的目的。除了上面列出的多個密鑰系統(tǒng)外，還有一些使用較少端口的密鑰系統(tǒng)。該系統(tǒng)與矩陣鍵系統(tǒng)相同，除了行和列端口使用相同的端口/矩陣對。用二極管替換角落按鈕。如圖所示，鍵的數(shù)量為Knum=Pnum*（Pnum-1）。其中Pnum是使用的端口數(shù)。以4端口為例，如果最多使用4個按鍵，并且沒有解碼器的2-4或3-8解碼器，則只能使用4個按鍵，一對一，最多8個按鍵。該電路可以達到12個按鍵。電路程序的這一部分與沒有解碼器的部分相同，只是沒有對角線被二極管替代。3.6報警電路蜂鳴器和家里的喇叭用法比較相近。通常，工作電流也相對重要。圖中的TTL注釋原則上不是用于控制蜂鳴的。需要添加當(dāng)前的一個啟動信息。由于單管腳很難控制聲音信號，因此一個三極管的添加能增加通過蜂鳴器的電流。電子尺通過獲取確定了測量距離與超聲波接收之間的時間差來計算測量距離。在硬件電路中，需要超聲波傳感器作為接收超聲波元件，并且需要顯示器來顯示結(jié)果。當(dāng)達到警報距離時，需要蜂鳴器來產(chǎn)生警報。最終得出結(jié)果，實現(xiàn)了可測量范圍和允許誤差內(nèi)距離測量成功。首先定一個上限，一分鐘計算一次速度，在行駛過程中看速度是否會達到標(biāo)準(zhǔn)速度。環(huán)的陽極連接到5V電源，另一端連接到晶體管的集電極。晶體管的基極由微控制器P1.5引腳的AND門控制。門高和三極管被激活，靈魂電流形成環(huán)路并發(fā)出聲音。具有高P1.5銷的NAND閥被降低，三極管結(jié)束，沒有蜂鳴聲。其電路圖如3-7所示圖3-7報警電路設(shè)置一米閾值；到達閾值，由蜂鳴器發(fā)聲報警；報警電路由一個運算放大器、一個電阻和一個喇叭組成。本章小結(jié)本章的研究總結(jié)了電子尺的硬件實質(zhì)概念。首先，介紹了單片機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點?？紤]到許多單片機的設(shè)計要求。選擇了超聲波傳感器以及12864液晶顯示，本章主要寫了角度傳感電路、超聲波傳感器電路、報警電路及顯示電路。以及按鍵電路。通過學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)自己需要進步的還很多，通過自己的努力得到成功是快樂的。第4章軟件程序設(shè)計4.1主程序流程圖YYN開始初始化測試數(shù)據(jù)處理送顯示結(jié)束距離是否小于閾值NY圖4-1主程序流程圖該主程序是單片機的程序的主要部分，完成了整個單片機系統(tǒng)軟件功能的執(zhí)行，基本的軟件調(diào)用程序和中斷服務(wù)程序。程序的第一步完成初始化過程，第二步是重新控制發(fā)射信號的過程。決定是否中斷，即是不是需要把波返回去的判斷過程。其總流程圖如圖4-1所示。計算距離結(jié)果送顯示并報警提示開外部中斷讀取TH0*256時間值+TL0計算距離結(jié)果送顯示并報警提示開外部中斷讀取TH0*256時間值+TL0Y進入外部中斷0外部中斷入口返回圖4-2報警子程序流程圖功能介紹：讀取出來時間偏移量值與實際距離值之間的轉(zhuǎn)換公式結(jié)果=TH0*256TL0;從TH0*256的值讀取的視差數(shù)據(jù)TLO無法直接顯示并傳送到距離值。結(jié)果=（結(jié)果*1.7）/100V對應(yīng)于常溫下聲音的傳播速度，T對應(yīng)于信號發(fā)送和接收之間的經(jīng)過時間。4.3距離調(diào)節(jié)子程序距離調(diào)節(jié)子程序如圖4-3所示：開始開始N=0n++時間+1結(jié)束n！=0？key=0？1=key2=0？key3=0？n=2？時間-1YNNNNNYYY圖4-3距離調(diào)節(jié)子程序流程圖按照距離調(diào)試，則需要調(diào)時的狀態(tài)按鍵以及距離加或距離減的按鍵，每一個狀態(tài)都要3個按鍵，總共就需要6個按鍵，這樣的話物理按鍵過多、編程難度大。經(jīng)網(wǎng)上查閱資料，可以使用一個按鍵來控制定時器以及通過按鍵壓下的次數(shù)來判斷調(diào)時所處的狀態(tài)，當(dāng)按下次數(shù)不為0和2時，用兩個按鍵分別實現(xiàn)距離加、距離減的功能。這樣既減小了編程難度，同時也節(jié)省了物理按鍵。將三個按鍵分別設(shè)置為key1、key2、key3。當(dāng)key1按下時，將進入設(shè)置距離長度狀態(tài)；當(dāng)key1按下一次時，進行距離加、距離減的按鍵掃描；當(dāng)按下key2時，距離就增多；當(dāng)按下key3時，距離就減少。同時按兩次key1，表示充電時長設(shè)置完畢，在電子尺電路的設(shè)計中，本文研究與設(shè)計的電子尺采用了通用的電子元器件，利用STC12單片機和它的接口進行超聲波測距，整體性好，人性化強、可靠性高，實現(xiàn)了數(shù)字顯示控制的智能化。通過查閱大量的文獻資料和相關(guān)知識，并且對市場中現(xiàn)有的相關(guān)產(chǎn)品進行了一定程度的調(diào)查，了解了現(xiàn)有程度各種電子尺的發(fā)展?fàn)顩r和功效普及程度。培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。自己遇到了不少問題，通過請教王老師和翻閱資料，最終將問題解決。尤其是在調(diào)試程序時，運用軟件仿真，逐步排查錯誤，最終將程序調(diào)試成功。在此此期間，我的編程能力也得到了強化。在設(shè)計前期，我查找了很多有關(guān)于電子尺電路方面的資料，了解了它的一些發(fā)展現(xiàn)狀和研究情況。大多數(shù)的電子尺電路系統(tǒng)都是在單片機的基礎(chǔ)上添加超聲波傳感器，超聲波傳感器發(fā)射信號遇到了阻礙物返回的信號給傳感器，送給單片機處理一下信號算出距離，當(dāng)距離超過閾值，單片機系統(tǒng)就報警，再外接一些輔助電路如按鍵、LCD或LED等。同時對n進行初始化。由此，就實現(xiàn)了通過三個獨立按鍵共同實現(xiàn)了對充電時長的設(shè)置。本章小結(jié)通過本章的學(xué)習(xí)，我學(xué)會了怎么畫流程圖，學(xué)會了如何分析程序框架，程序的編譯也是很重要的，對編輯的程序進行修改很困難。通過本次學(xué)習(xí)我自己的能力又有了新的提升，能熟練的應(yīng)用KeiluVision4軟件，精通Word軟件等等-第5章整機電路工作原理及調(diào)試5.1整機工作原理電子控制部門使用超聲波傳感器來測