超聲波液位計研發的探討   二十九

由于本課題所設計的超聲波液位計的量程為0～5 米，精度為毫米級，為了縮短開發周期，降低硬件成本投入，在滿足系統要求的前提下，采用了四位LED 數碼顯示管來設計顯示電路。LED 數碼管顯示與單片機接口通常涉及以下幾個問題:LED 數碼管顯示用共陰極管還是共陽極管；數碼轉換是軟件譯碼還是硬件譯碼；顯示采用動態掃描還是靜態掃描等等。本課題根據實際需要，采用共陰極LED 數碼管、軟件譯碼的靜態掃描方式進行顯示。顯示模塊原理圖如圖2.25 所示。

單片機C8051F020 支持通用的異步接收/ 發送UART(Universal Asynchronous

Receiver/Transmitter)協議，因此在本課題中，應用單片機內部的交叉開關，將P0.0 口、P0.1 口和P0.3 口分別配置為時鐘輸出腳TXD、數據輸出腳RXD 和數據鎖存腳STB。單片機外接四個移位寄存器CD4094，實現數據的串行傳輸。CD4094 是帶輸出鎖存和三態控制的的串入/并出高速轉換器，具有使用簡單、功耗低、驅動能力強和控制靈活等優點。

該電路的工作原理為：單片機的三個I/O 口分別為P1.0、P1.1、P1.2，分別接在CD4094 的時鐘、數據、鎖存端口，P1.1 發送顯示數據，在時鐘P1.0 的驅動下，時鐘的上升沿，數據改變，發送一個數據，每一個CD4094 的8 位數據滿后，按先進后出的原則，送入下一個CD4094，全部數據發送完畢，STR位發送一個鎖存信號，將數據并行輸出，這樣，就把測量數據全部顯示了出來。采用這種設計方案，程序的設計較為簡單，控制方便，LED 顯示器顯示亮度高，易于數據觀察，而且所用的元器件方便采購，價格低廉。而且若需要增加顯示位，電路圖不需要根本性的改變，只需要添加需要的LED 模塊和CD4094，

程序上稍加改動即可實現。

超聲波液位計