超声波液位计研发的探讨   二十九

由于本课题所设计的超声波液位计的量程为0～5 米，精度为毫米级，为了缩短开发周期，降低硬件成本投入，在满足系统要求的前提下，采用了四位LED 数码显示管来设计显示电路。LED 数码管显示与单片机接口通常涉及以下几个问题:LED 数码管显示用共阴极管还是共阳极管；数码转换是软件译码还是硬件译码；显示采用动态扫描还是静态扫描等等。本课题根据实际需要，采用共阴极LED 数码管、软件译码的静态扫描方式进行显示。显示模块原理图如图2.25 所示。

单片机C8051F020 支持通用的异步接收/ 发送UART(Universal Asynchronous

Receiver/Transmitter)协议，因此在本课题中，应用单片机内部的交叉开关，将P0.0 口、P0.1 口和P0.3 口分别配置为时钟输出脚TXD、数据输出脚RXD 和数据锁存脚STB。单片机外接四个移位寄存器CD4094，实现数据的串行传输。CD4094 是带输出锁存和三态控制的的串入/并出高速转换器，具有使用简单、功耗低、驱动能力强和控制灵活等优点。

该电路的工作原理为：单片机的三个I/O 口分别为P1.0、P1.1、P1.2，分别接在CD4094 的时钟、数据、锁存端口，P1.1 发送显示数据，在时钟P1.0 的驱动下，时钟的上升沿，数据改变，发送一个数据，每一个CD4094 的8 位数据满后，按先进后出的原则，送入下一个CD4094，全部数据发送完毕，STR位发送一个锁存信号，将数据并行输出，这样，就把测量数据全部显示了出来。采用这种设计方案，程序的设计较为简单，控制方便，LED 显示器显示亮度高，易于数据观察，而且所用的元器件方便采购，价格低廉。而且若需要增加显示位，电路图不需要根本性的改变，只需要添加需要的LED 模块和CD4094，

程序上稍加改动即可实现。

超声波液位计