超声波测距系统 - 图文(6)

图 3.5 LCD1602模块的组成

CGROM中存储了各种各样各种不同类型的点阵字符图形，其数目总和有160个之多。这些字符中包括有数字字符、英文字母的大小写字符、常用的符号和日文字符等，每一个字符都配有一个与之相对应的固定的代码。 3.4 超声波测试模块

设计中的超声波模块为ＨＣ－ＳＲ０４，这种模块具有非接触式距离感测功能，可检测的距离范围是 2cm-4m ，而且测距精度可达高到 3mm。模块含三个部分，分别是超声波发射探头，超声波接收探头与控制电路。

基本工作原理：

(1)采用 I/O 口 TRIG 触发测距，最少给 10 的高电平； (2)模块自动发送 8 个 40KHZ 的方波，并且自动检测是否有信

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号返回；

(3)如果检测到有信号返回，则通过 I/O 口 ECHO 输出一个高电平，而高电平的持续时间就是超声波从发射到返回的时间。

超声波模块实物如图3.6。

图3.6 超声波模块实物图

其电气参数如下： （1）工作电压：DC 5V； （2）工作电流：15mA； （3）工作频率：40KHZ； （4）最远探测距离：4m； （5）最近探测距离：2cm； （6）探测角度：15°；

（7）输入触发信号：10?sTTL脉冲； （8）输出回响信号：输出TTL电平； （9）规格尺寸：45*20*15mm。 3.5主控制模块

图3.7为单片机主控电路图。

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是10K?。

3.6 时钟电路的设计

图3.7 单片机主控电路

上拉电阻。但是如果是当作 I/O 口来用，就需要上拉电阻。而上拉

驱动器关闭的时候给线路一个固定的电平，同时起到一个限流的作

上。当复位的时候，P0是开漏输出，如果作为一个总线扩展，没有

时钟信号通常由两种方式产生，一是内部时钟方式，二是外部时

钟方式。若是采用内部时钟方式，只要在单片机的XTAL1与XTAL2

即RST复位端。晶振电路接到单片机的XTAL2和XTAL1两个引脚

电阻一般都是一端接电源，一端接芯片的管脚。主要目的就是在电路

是I/O口，需要加一个上拉电阻，在本设计中用到的上拉电阻的阻值

用。在本次设计中，P0口用于接1602LCD显示屏，所以这个时候P0

单片机是STC89C52，采用按键复位，接到单片机的第九引脚，

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引脚外接晶振即可。而外部时钟方式则是把外部已有的时钟信号引入到单片机内，这种方式多用于多片单片机同时工作，并要求各单片机同步运行的场合。XTAL1与XTAL2分别是反向放大器的输入以及输出。可以通过采用陶瓷振荡或者石英晶体振荡的方式来把反相放大器配置为片内振荡器。如果采用外部时钟源来驱动器件，那么就不接XTAL2引脚。实际应用中通常采用外接晶振的内部时钟方式，晶振频率高一些可以提高指令的执行速度，但相应的功耗和噪声也会增加，在满足系统功能的前提下，应选择低一些的晶振频率。本系统选择产生时钟信号的方式为外接晶振的内部时钟方式。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，假如外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为期就为1?s。

如图3.8所示为时钟电路。电容器C2和C3的作用是稳定频率和快速起振，电容值在5pF~30pF之间，晶振Y1的振荡频率要小于或者等于12MHZ，本设计中选用的电容的值为20pF，晶振频率为12MHZ。

1?s，那么一个机器周12图3.8 时钟电路图

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3.7 复位电路的设计

复位是使单片机或系统中的其他部件处于某种确定的初始状态，单片机的工作就是从复位开始的。当单片机的RST引脚加高电平时，单片机内部就执行复位操作。当加的是低电平时，单片机开始执行程序。复位方法一般有两种，一种是上电式复位，一种是上电与按键均有效的复位。

对于上电式复位，要求是接通电源后，单片机自动实现复位操作。在上电的瞬间RST引脚获得高电平，随着电容C1的充电，RST引脚的高电平将逐渐下降。RST引脚的高电平只要能保持足够的时间，单片机芯片就会循环不断地进行复位。按键与上电均有效的复位原理和上电式一样，另外在单片机运行期间，还可以利用按键完成复位操作。复位后的P0口到P3口均置于高电平，这时程序计数器和特殊功能寄存器将全部清零。

本设计采用的复位方式是按键和上电均有效的复位，因为设计中晶振频率12MHZ，所以取电容C1的值为10?F，而R4的值为10K?。 如图3.9所示为复位电路图。

图3.9 复位电路图

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