PDF《《电子技术课程设计》》

349 386 已知超声波速度与温度关系近似为: C=C0+0.607*T℃(C0为零度时的声波速度332m/s;

T 为实际温度) 3.2 超声波传感器 超声波传感器基本分为磁致伸缩和电致伸缩两种, 电致伸缩是采用双压电陶 瓷晶片制作而成,它具有可逆的特性. 压电陶瓷片具备以下几个特性:在它的两端加交流电压,使它的方向和大小 不断的变化,会产生 压电效应 的现象,使压电陶瓷晶片也产生了机械形变, 这种机械形变的方向和大小与外加电压的方向和大小成正比例关系.换言之,如 果于压电陶瓷晶片的两边加上频率为 的交流电电压的时候,压电陶瓷晶片就会 发生同频率的机械振动的想象, 这样的机械振动推动了空气张弛,在于音频的范 围内的时候,就会发出声响.相反,若由超声波的机械振动作用在陶瓷片,使它 发生细微的形变时,则压电陶瓷晶片就会产生和振动频率一样的微小的交流信

3 号.超声波传感器的结构如下图所示: 图2元件内部结构 图3 超声波外部结构 3.2.1超声波发射电路 若是采样的40kHz的方波需要对其进行放大,才能驱动超声波传感器发射超 声波, 发射驱动的电路实际上是一个信号放大的电路, 本设计所选用的是74LS04 集成芯片,图4为超声波发射电路图. 图4 发射电路 3.2.2超声波发射电路 超声波接收传感器接收到超声波后,转换成电信号,这个时候的信号比较微 弱, 所以必须对其进行放大. 本设计采用了CX20106A对接收到的信号进行放大, 接收电路如图5所示. CX20106A是一款专门用于红外线检波接收的芯片,经常用在电视机红外遥 控接收器.考虑到经常用的红外遥控载波频率38KHz和超声波测距频率40KHz较 为接近,可以利用它作为超声波测距电路.实验证明,它具有很强的抗干扰能力 和较高的灵敏度.

4 图5 超声波检测接收电路 CX20106A的第5脚的电阻决定接收的中心频率, 220K的电阻决定了接收到的 中心频率是40KHz,必须保证它接收到的信号是40KHz,不然无法解调. 3.3显示电路 采用LCD1602进行显示.采用的1602显示测试距离以及显示设置的当前温 度、最大报警距离. (1)1602LCD主要技术参数: 芯片工作电压为4.5~5.5V 模块最佳工作电压为5.0V 工作电流为2.0mA(5.0V) 显示容量为16*2个字符 字符尺寸为2.95*4.35(W*H)mm 接口,信号说明1602LCD采用标准的14引脚(无背光)或16引脚(带背光) 接口,各引脚接口说明见表 [ 表1 1602LCD液晶接口引脚定义 (2)2 组电源 一组是模块的电源一组是背光板的电源均为5V 供电. VL 是调节对比度的引脚调节此脚上的电压可以改变黑白对比度. 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明

1 VSS 电源地

9 D2 Date I/O

2 VDD 电源正极

10 D3 Date I/O

3 VL 液晶显示偏压信号

11 D4 Date I/O

4 RS 数据/命令选择端(V/L)

12 D5 Date I/O

5 R/W 读/写选择端(H/L)

13 D6 Date I/O

6 E 使能信号

14 D7 Date I/O

7 D0 Date I/O

15 BLA 背光源正极

8 D1 Date I/O

16 BLK 背光源负极

5 RS 是很多液晶上都有的引脚 是命令/数据选择引脚 该脚电平为高时表示 将进行数据操作;

为低时表示进行命令操作. RW 也是很多液晶上都有的引脚 是读写选择端 该脚电平为高是表示要对 液晶进行读操作;

为低时表示要进行写操作. E 同样很多液晶模块有此引脚 通常在总线上信号稳定后给一正脉冲通知把 数据读走,在此脚为高电平的时候总线不允许变化. D0―D7 8位双向并行总线,用来传送命令和数据. BLA是背光源正极,BLK是背光源负极[8] . (3)控制器接口说明 基本操作时序见表 表 2基本操作时序 对此液晶操作主要有以下几种方法