2.3 超声波接收模块
超声波接收模块的作用是将反射的超声波转换成电压信号并放大处理成标准的数字信号,然后输出给下一级电路。集成电路CX20106是一款红外线检波接收的专用芯片,它由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器和整型电路组成。CX20106常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz较为接近,可以利用它制作超声波检测接收电路。如图4所示,超声波接收探头TCT40-10-R将接收到的反射超声波转换成毫伏级电压信号,送入CX20106的1脚,CX20106的总放大增益约为80 dB,实际增益由2脚外接电阻R2和电容C1来决定,电阻R2越小或电容C1越大,增益越高,但取值过大易造成频率响应变差,本系统取电容为1 μF。C2为外接峰值检波电容,C13为外接积分电容,调整RP电位器使内置带通滤波器的中心频率为40 kHz,当接收到与滤波器中心频率相符的信号时,其7脚输出一个低电平直接接到ATmega16的INT0上,以触发中断。
2.4 温度检测模块
为了提高本方案精度,引入了温度采集并在软件算法中增加了温度自动校正功能。温度传感器采用了DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20,其温度测量范围为-55 ℃~+125 ℃,可编程为9 bit~12 bitA/D转换精度,测温分辨率可达0.062 5 ℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生。本系统采取了寄生电源的方式,如图5所示,通过一个MOSFET把CPU的I/O口直接拉到电源大小。这种接法优点是双重的:(1)VDD接地,无需本地电源;(2)缺少正常电源的条件下也可读ROM。
2.5 人机交互模块
人机交互模块由液晶显示电路和键盘电路两部分组成。液晶显示器件采用TC1602E字符型LCD模块,该模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点。TC1602E可以显示2行16个字符,有8 bit数据总线D0~D7,RS、R/W、EN三个控制端口,工作电压为5 V,并且带有字符对比度调节和背光显示。第一行显示倒车雷达测量距离,第二行显示环境温度,液晶显示模块电路如图6所示。