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图4.13 超声波接收电路
4.5.3 HR-SR04超声波集成模块
HR-SR04超声波集成模块是将超声波发射探头，超声波接收探头，CX20106A芯片电路，74LS04芯片放大电路集成到的一起的一个超声波集成模块。HR-SR04超声波集成模块正面外观如图16所示，HR-SR04超声波集成模块的背面外观如图4.14所示。
图4.14 HR-SR04超声波集成模块正面外观图
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图4.15 HR-SR04超声波集成模块背面外观图
HR-SR04型超声波集成模块的工作电压为5 V，而且此模块的静态工作电流是小于2 mA的，工作时候可以比较稳定。而且，它的感应的角度不大于15°，可以减少了很大部分可能存在的角度干扰问题。此模块的测距范围为2 cm～5 m，能基本满足测距要求，而且其精度可以达到0.3 cm，盲区仅仅为2 cm，完全可以能够满足本设计的测距要求，而且测距也比较稳定。HR-SR04超声波集成模块采用的是I/O触发测距，给至少10 us的高电平信号。另外，此模块可以自动发送8个40 kHz的方波脉冲，并能够自动检测是否有信号返回，如果检测到有信号返回则通过I/O口输出高电平，高电平的持续时间就是超声波从发射到返回所用的时间，则，所测量的距离=（高电平时间×声速）/2。
一个控制口发出一个10 us以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，就能够算出距离。这样不断的循环周期测，就可以在不停地移动的过程中测量距离值了。但是，为防止发射信号对回收信号的影响，本超声波集成模块的测量周期最好定在60 ms以上，所以本设计将测量周期定在80 ms。
4.6 测温模块
Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持 \一线总线\接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-BOARD）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。DS18B20具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、可组网等优点，测温分辨率较高，为9～12位，精度为0.5℃。DS18B20可直接将温度转化成串行数字信号，因此特别适合与单片机配合使用，直接读取温度数据。目前DS18B20数字温度传感器已经广泛应用于恒温室、粮库、计算机机房温度监控及其他各种温度测控系统中。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非
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易失性的温度报警触发器TH和TL和配置寄存器。
图4.16 DS18B20的外部结构图
DS18B20的引脚介绍
(1)DQ为数字信号输入/输出端； (2)GND为电源地；
(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 DS18B20的主要特性
（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。 （2）测温范围－55℃～＋125℃，在-10℃～+85℃时精度为±0.5℃。
（3）可编程的分辨率为9～12位，可在至多在750ms内将温度转换成为12位的数字，测温可分辨率为0.0625℃。
（4）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（5）DS18B20支持多点的组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的单线结构上，实现组网多点测温。
数字温度传感器DS18B20与单片机的连接电路非常简单，引脚１（GND）接地，引脚3(VCC)接电源+5V，引脚2（DQ）接单片机输入／输出一个端口，电源＋5V和信号线（DQ）间接有一个4.7K上拉电阻。
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图4.17 单片机与温度传感器DS18B20的连接电路图
4.7 显示模块
本设计采用LCD1602实时显示小车行驶的时间，小车停止行驶后，轮流显示小车行驶时间、行驶距离。LCD1602可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光。该模块也可以只用D4-D7作为四位数据分两次传送。这样的话可以节省MCU的I/O口资源。
1602B引脚说明如下：
表4.2 LCD液晶显示器各引脚功能及结构
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
符号 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1
引脚说明 电源地 电源正极 对比度调节 数据/命令选择 读/写选择 模块使能端 双向数据口 双向数据口
编号 9 10 11 12 13 14 15 16
符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLK BLA
引脚说明 双向数据口 双向数据口 双向数据口 双向数据口 双向数据口 双向数据口 背光源地 背光源正极
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注意事项：从该模块的正面看，引脚排列从右向左为：15脚、16脚，然后才是1－14脚(线路板上已经标明):
VDD：电源正极，4.5－5.5V，通常使用5V电压；
VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为0－5V。接电源的正极时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地；
RS：MCU写入数据或者指令选择端。MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平；
R/W：读写控制端。R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据； E：LCD模块使能信号控制端。写数据时，需要下降沿触发模块。
D0－D7：8位数据总线，三态双向。如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线D4－D7接口传送数据。本充电器就是采用4位数据传送方式；
BLA：LED背光正极。需要背光时，BLA串接一个限流电阻接VDD，BLK接地，实测该模块的背光电流为50mA左右；
BLK：LED背光地端。
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