图10超声波测距与警报模块原理图
图11整体电路原理图
其中18B20这个芯片有3个引脚超声波模块4个引脚其,可以共用一个电源+5V。然后
单片机接上各个部件的控制引脚,这样通过单片机各个传感器及输入输出模块传送控制信号,这样就可以使各个部件得到控制,最后将反馈回来的信息经过一定的处理通过显示器,及报警器表示出来。
2.4 实验分析
在功耗方面本检测系统基本都是目前市场上功耗最低的产品而且不论是在电动车工作状态还是在其未使用状态都会关闭不必要的模块,从而最大限度的减少电力损耗。例如采样间隔器件关闭除看门狗外的所有模块,切断对传感器电路的供电并将其他一切外部器件置于关闭状态。而只有显示器在工作。在低成本的选择上保证基本性能的情况下选择了1602进行显示和DS18B20,HC-SR04传感器模块,体积小且线路简单因此在电动车上安装会很方便。并且具有结构简单,分辨率高可调节性强等优点。
2.5整体调试
在单片机整体电路连接好之后分别对主程序,读温度子程序,温度转化程序,超声波发送接收程序,计算子程序和显示子程序进行编译调试之后,通过观察显示器判断数字温度计读取是否准确,以及超声波距离是否准确。各软件流程如下图所示。
由于数字式检测系统的时序比较严格,所以准确的把握好时间和反馈才能准确测量出温度及速度值。整体检测系统通过电动车蓄电池的电力分压后供电,并通过7805稳压模块转换为单片机所需的+5V电压对整个检测系统进行供电。为消除各部分的数字数据相互之间干扰可分别接地。其总电源开关应当与电动车物理开关共用。保证在电动车未使用时整个检测模块断电,从而减少不必要的浪费。
2.6软件设计原理图
开始给Trig端20us高电平触发NEcho是否高电平Y开始计时Echo是否高电平N停止计时,计算传播时间图12 HC-SR04处理流程图
在超声波测距模块的HC-SR04的引脚Trig端发送一个宽度大于10us的高电平就可以在接收端Echo等待高电平输出。单片机一旦检测到有输出就会打开定时器开始计时。当此口变低电平就停止计时,并且读出定时器值,此值就是测距时间。
向DS18B20发送复位脉冲发送ROM指令发送功能指令读DS18B20状态返回0判断返回1向DS18B20发送复位脉冲发送ROM指令发送功能指令读DS18B20EEPROM内容从字节0的LSB开始读两次将两位字节转换为十进制输出显示结束
图13 DS18B20处理流程图
开始初始化LCD延时20ms写LCD指令
写显示行列地址写数据N是否写16次Y行+1写数据N是否写16次读数据并显示结束
图14LCD1602处理流程图