电源部分采用5V±25%(即4。75~5。25V)的USB直接供电,可采用手机充电器、电脑USB口、移动电源等设备进行供电。主电源引脚VCC(40脚)接+5V电源正端;GND(20脚)接+5V电源地端。
除了单片机最小系统的3个部分之外,这里还多了一些外部电路。由于STC89C52的P0口是漏极开路输出,所以P0口不可输出高电平。可通过P0口接了一个10K的排阻R1,使得P0口可以作为普通的I/O口使用,本设计用P0口来做液晶的数据口。值得注意的是,对于EA(31脚),访问外部存储器允许/编程电压输入。EA为高电平时,复位后访问内部ROM;低电平时,复位后直接访问从外部。该系统程序存储在了单片机内部,EA要接高电平,保证单片机是从内部读取程序去执行的。
图3-2单片机最小系统
3。3 超声波测距电路
正常情况下,我们人耳能够听到频率在20Hz-20000Hz的声波,超声波因其频率高于20000赫兹而得名。由于超声波的方向性好,常常利用此特性来实现测距、测速等功能超声波在介质中传播时,会因为介质的不同而以不同形态传播,而且传播速度也会因为介质的不同而不同。
超声波在介质中传播时主要有三种形态:横波、纵波、表面波。超声波在空气中传播时主要以纵波的传播方式传播。超声波在介质中传播的速度主要与介质弹性性能以及密度有关,介质弹性性能越强,密度越小,则超声波在此介质中的传播速度越高。在日常生活中,超声波在空气中的传播速度和温度有一定的关系,但是在温度变化不大的环境下传播速度可以看成一个固定值,其值大约为340m/s。
3。3。1 HC-SR04工作原理文献综述
目前,超声波测距的方法主要有相位、声波幅值、渡越时间检测法三种[4]。相位检测法测量精度高,但是由于测量范围太少应用受到限制;声波幅值检测法因为容易受到返回波的影响在应用上受到限制;渡越时间检测法因为其简单直观的工作原理应用广泛。因此,该设计选择使用第三种方法超声波测距的基本原理如图3-3所示,由超声波发射探头发射超声波,同时定时器开始计时,记此时为时间t1。超声波发射之后在遇到障碍物时会产生一个返回波,返回波被超声波接收电路接收到之后定时器计时停止,记此时为时间t2。超声波在空气中速度为v,根据定时器求出时间差t=t2-t1,就可以得到超声波传播的距离s,即:s=v*t。然后根据
超声波发射探头和接收探头之间的固定距离h,最后可得d=于h,因此可近似认为d=s,本设计中的距离用s/2表示。