【正文】 同時(shí)，目前在信號(hào)轉(zhuǎn)換技術(shù)上，大部分的廠商采取專(zhuān)用集成電路，顯然這種芯片的開(kāi)發(fā)成本相比其它的方法成本較高，另外自主研發(fā)的芯片在性能上與專(zhuān)用芯片 的相差甚遠(yuǎn) ，為此本文將采用先進(jìn)的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD，高性能、低成本來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。對(duì)于組成它的這些方塊其實(shí)就相當(dāng)于單個(gè)的 PLD。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 2 頁(yè) 共 38 頁(yè) 相關(guān)的技術(shù)研究 平常說(shuō)的 調(diào)制技術(shù)是 的方法是將 基帶信號(hào) 轉(zhuǎn)變?yōu)?傳輸信號(hào) 。對(duì)于 FM 的頻率 以及 AM 的振輻 相對(duì)與 時(shí)間 變化 而 變化的方法不一樣。相比與以前的二極管包絡(luò)檢波器它的功能更加優(yōu)越，彌補(bǔ)了以前的不足；由于 CPLD 包括了在線編程功能這個(gè)優(yōu)勢(shì)，所以能夠通過(guò)改變 VHDL 程序來(lái)對(duì) CPLD 再次配置，讓計(jì)數(shù)檢波判別電路包含有些柔性以及可升級(jí)性能，能夠適時(shí)的改變檢波輸出。由仿生學(xué)原理，根據(jù)目標(biāo)的有無(wú)需發(fā)射不同的信號(hào)，即 CW 波或 FM 波，所以在電路上需要對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷的結(jié)果控制發(fā)射何種信號(hào)。 第二部分：發(fā)射控制電路 的 軟件 設(shè)計(jì)。在調(diào)試過(guò)程中有三點(diǎn)調(diào)試步驟需要牢記，它們的實(shí)現(xiàn)程度決定了本次課題設(shè) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 4 頁(yè) 共 38 頁(yè) 計(jì)的成敗，第一，檢查接通電源時(shí)元器件能否正常運(yùn)行，第二，能否實(shí)現(xiàn)課題的要求，第三，思考本課題能否更進(jìn)一步的完善 發(fā) 射控制電路 方案 發(fā)射 控制電路由 CW 信號(hào)發(fā)射電路 和 計(jì)數(shù)檢波判別電路 組成 。就是對(duì)于隨意的全部單獨(dú)信 號(hào)都能夠通過(guò)單獨(dú)的樣式差不多的、而且包含零相位頻譜的信號(hào)來(lái)生成。 CW 脈沖信號(hào)產(chǎn) 生電路圖 顯示 。 計(jì)數(shù) 檢波電路 方案 方案一：利用包絡(luò)檢波，常用的方法是傳統(tǒng)二極管包絡(luò)檢波，其電路工作電路采用的核心元件是二極管。而且不需要擔(dān)心使用的時(shí)候再上電之前需要進(jìn)行復(fù)位操作的問(wèn)題。如圖 所示是基于 CPLD 地計(jì)數(shù)檢波器的原理圖。 發(fā)射控制電路 方案 確定 根據(jù)上述方案的分析，確定發(fā)射控制電路的設(shè)計(jì)方案由 CW 信號(hào)發(fā)射部分和基于CPLD 的計(jì)數(shù)檢波控制部分 組成 。 有許多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)帶通濾波功能，可以使用該芯片的電路實(shí)現(xiàn)，但比較復(fù)雜，可以使用一個(gè)低通濾波器和高通濾波器的組合產(chǎn)生 ，也可以用簡(jiǎn)單的元器件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波的功能，比如用 電阻 電感 電容組合而成的 電路 就可以實(shí)現(xiàn)帶通濾波器的功能。因此采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)。 其 具有以下幾個(gè)特性： （ 1） 具有 84 個(gè)管 腳，其中 5 根為 ISP 下載，方便系統(tǒng)的編程 。在水中聲探測(cè)儀中心控制電路的基礎(chǔ)上 , 通過(guò)簡(jiǎn)單的 改變 VHDL 程序 ,不用改變和添加其他硬件電路 ， 就能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)數(shù)檢波器 的功能 。 VHDL 語(yǔ)言程序 具有硬件特征的語(yǔ)句 ， 除此之外，它所具有的 語(yǔ)言形式 、 描述風(fēng)格與句法 和 一般的 計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言 相似 ，以下 實(shí)其所具有的 幾個(gè)特性： （ 1） 功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)方式多樣 ； （ 2） 具有強(qiáng)大的硬件描述能力 ； （ 3） 具有很強(qiáng)的移植能力 ； （ 4） 設(shè)計(jì)描述與器件無(wú)關(guān) ； （ 5） 程序易于共享和復(fù)用 。 由于接收頭比較靈敏，當(dāng) 收到回波 信號(hào)，輸出回響信號(hào)即為 高電平 ， 沒(méi)有 收到 回波 信號(hào) ，輸出回響信號(hào)即為 低電平 。 平時(shí)的學(xué)習(xí)生活中有兩種常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)，分別，內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘模式。 圖 帶通濾波電路 回波信號(hào) 判別和發(fā)射信號(hào) 控制 由電源電壓信號(hào)控制 ，啟動(dòng)發(fā)射信號(hào)發(fā)生器， 同時(shí) 發(fā)射 連續(xù)波 （常頻） 信號(hào) ， 該系統(tǒng)是在搜尋目標(biāo) 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12 頁(yè) 共 38 頁(yè) 圖 回波控制信號(hào)判別流程圖 回波信號(hào)處理 電路 在 對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)檢測(cè) 前 ， 就 必須先 要 對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理， 包括放大、濾波整形等。 阻抗匹配與放大電路如圖 所示。 圖 帶通濾波電路 增益控制與整形電路 為了能夠使 后續(xù)電路處理信號(hào)的準(zhǔn)確性 得到提高，設(shè)計(jì)出了 如圖 所示 電路。 電壓轉(zhuǎn)換電路 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 15 頁(yè) 共 38 頁(yè) 由于 CPLD 芯片 EPM7128SLC8415 要求是 的電壓， 所以經(jīng)過(guò)如圖 電壓轉(zhuǎn)換電路之后，將 5V 電壓轉(zhuǎn)換為 ，為芯片提供電源電壓。 發(fā)射 和接收流程圖 首先要畫(huà)出程序流程圖，根據(jù)流程圖寫(xiě)出相應(yīng)的程序，這樣做有利于明確軟件編寫(xiě)部分的邏輯 ， 發(fā)射部分的流程圖如圖 所 示。 按照開(kāi)始 設(shè)計(jì)好的電路原理圖 ，將元器件焊接起來(lái) ，各個(gè)管腳要相互對(duì)應(yīng)，焊接時(shí)要 多加注意，焊接時(shí)是從電源模塊到 EPM7128SLC8415 芯片，由于 CPLD 的管腳很多，而且很小，所以在焊接時(shí)千萬(wàn)要注意， 依次焊接 AT89C52 單片機(jī) 和EPM7128SLC8415 芯片 相關(guān)工作 電路 如圖 所示 ，全部焊接完成之后先不要急著通電，而是先用萬(wàn)用表檢查線路 ，正不正確 ，看看有無(wú) 虛焊或漏焊的問(wèn)題，并核查元器件的型號(hào)、規(guī)格是不是 符合要求。然后利用 QuartusⅡ系統(tǒng)對(duì) 芯片的程序仿真，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試，確定最終的程序。將手放在超聲波發(fā)射頭前端慢慢地來(lái)回移動(dòng)，同時(shí)，觀察 LED 的狀態(tài)，燈亮表明有FM 控制信號(hào)發(fā)出，燈不亮則表明沒(méi)有 FM 控制信號(hào)發(fā)出。 圖 實(shí)物圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 21 頁(yè) 共 38 頁(yè) 上電之后， 如圖 所示， LED 燈 亮， 表明 電路板供電正常。 由于 CPLD 在線編程，從而通過(guò)改變 VHDL 程序可以重新配置到 CPLD，計(jì)數(shù)器檢測(cè)電路具有一定的靈活性和可擴(kuò)展性 ，當(dāng) 檢波輸出條件 出現(xiàn)變化時(shí)，也能為其提供便利，使電路更能符合要求。在硬件焊接的過(guò)程中出現(xiàn)了芯片燒壞的問(wèn)題，所以在購(gòu)買(mǎi)元器件的時(shí)多買(mǎi)了幾個(gè)備用，否則后期再買(mǎi)耽誤時(shí)間和精力，所以焊接時(shí)必須謹(jǐn)慎，看清電路。 由于 CPLD 在線編程，從而通過(guò)改變 VHDL 程序可以重新配置到 CPLD，計(jì)數(shù)器檢測(cè)電路具有一定的靈活性和可擴(kuò)展性 ， 當(dāng) 檢波輸出條件 出現(xiàn)變化時(shí)，也能為其提供便利 ， 使電路更 能符合要求 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 26 頁(yè) 共 38 頁(yè) 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，從設(shè)計(jì)題目的選擇，到資料的查找、原理的講解，再到做實(shí)物的設(shè)計(jì)指導(dǎo)，最后到畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)布局和報(bào)告內(nèi)容的修改都給予我們耐心，認(rèn)真的輔導(dǎo)。在此，我向我的指 導(dǎo)老師表示最誠(chéng)摯的謝意！ 我還要感謝我們課題組在一起奮斗的同學(xué)，大家在共同的學(xué)習(xí)中，我們互幫互助，愉快地順利完成了我們最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)！ 在論文即將完成之際，我的心情久久無(wú)法平靜，從開(kāi)始選題到順利論文完成，有不知多少多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)數(shù)的幫助。 //25MHz input rst_n。 //2560ms 計(jì)數(shù)器 always (posedge clk or negedge rst_n) if(!rst_n) t = 2639。 assign trig = (t 2439。 //每 640ms 有 1ms 高脈沖 // //采集 echo 的高脈沖對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘周期數(shù) reg[1:0] echo_r。 else echo_r = {echo_r[0],echo}。d10) pulse = 2439。 else 。 else if(t == 2639。 input [23:0] probe。 altsource_probe altsource_probe_ponent ( .probe (probe), .source (sub_wire0) // synopsys translate_off , .clrn (), .ena (), .ir_in (), .ir_out (), 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 33 頁(yè) 共 38 頁(yè) .jtag_state_cdr (), .jtag_state_cir (), .jtag_state_e1dr (), .jtag_state_sdr (), .jtag_state_tlr (), .jtag_state_udr (), .jtag_state_uir (), .raw_tck (), .source_clk (), .source_ena (), .tdi (), .tdo (), .usr1 () // synopsys translate_on )。 input [23:0] probe。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà) 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類(lèi)課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂