【正文】 正是我們的團(tuán)結(jié)互助，讓我們順利完成了相關(guān)設(shè)計(jì)，同時(shí)也增進(jìn)了我們之間的友誼。但隨著設(shè)計(jì)的一步步進(jìn)行，遇到了很多難題，才發(fā)現(xiàn)還有很多地方是自己不懂的。因此研究超聲波測(cè)距系統(tǒng)的原理有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。（2）再調(diào)試超聲波發(fā)射和接收模塊，這個(gè)是本設(shè)計(jì)的最難點(diǎn)，可以符合觸發(fā)發(fā)射傳感器，而且耳朵貼近可以聽(tīng)到傳感器吱吱的聲音，這個(gè)說(shuō)明發(fā)射傳感器已經(jīng)工作了。焊接效果好的話(huà)焊接器件與PCB 之間有一個(gè)平滑的熔化過(guò)渡，非常明亮而且沒(méi)有殘留的雜物，焊點(diǎn)清晰。圖59 自動(dòng)布局設(shè)置Fig59 Automatic layout settings PCB板布線(xiàn)Protel DXP可以支持自動(dòng)布線(xiàn)，用戶(hù)先根據(jù)電路板的布線(xiàn)要求設(shè)計(jì)布線(xiàn)規(guī)則，布線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)定得是否合理直接影響布線(xiàn)的質(zhì)量和成功率。它是以布局面積為最小為標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)可以將元器件名稱(chēng)和序號(hào)隱藏。（5）阻焊層(Solder Mask): 包括頂層阻焊(Top solder)和底層阻焊層(Bottom solder)，其作用與焊膏層相反，指的是要蓋綠油的層。執(zhí)行命令Place | Junction可啟動(dòng)放置節(jié)點(diǎn)操作，這時(shí)鼠標(biāo)將會(huì)變成十字光標(biāo)，將光標(biāo)移動(dòng)到所要放置節(jié)點(diǎn)處，單擊鼠標(biāo)左鍵即可。保存庫(kù)文件回到工程中的原理圖中，可以看到元器件LT1011，將其放入原理圖中，接下來(lái)進(jìn)行元器件的位置調(diào)整和布線(xiàn)。（4）生成印制電路板報(bào)表并送生成廠(chǎng)家加工設(shè)計(jì)印制電路板后，還需要生成印制電路板的有關(guān)報(bào)表，并打印印制電路板圖，最后送電路板廠(chǎng)家加工生產(chǎn)，這樣印制電路板的設(shè)計(jì)就告一段落。當(dāng)然，PCB板上也會(huì)有一些不導(dǎo)通孔(None Plating hole. NPT)，主要是固定板卡的機(jī)械孔等，其特點(diǎn)是孔壁無(wú)銅。圖51和圖52分別是雙面板和六層板的示意圖。通常是通過(guò)對(duì)基板進(jìn)行蝕刻來(lái)制作所需的PCB的。} /*交換值 }*/5 PCB板的制作 PCB簡(jiǎn)介印制電路板(Printed Circuit Board. PCB)亦稱(chēng)為印制板，是電子產(chǎn)品中的基本部件，幾乎出現(xiàn)在每一種電子設(shè)備中。distance[0]=distance[1]。 ge = ge_data 。 temp_data=temp_data%10。flag=0。flag++。 /// } }}//***************************************************************//外部中斷0，用做判斷回波電平INTO_() interrupt 0 // 外部中斷是0號(hào) { outeH =TH1。 /// distance_data=distance[1]。//與低8位合并成為16位結(jié)果數(shù)據(jù) distance_data*=12。 // TR1=1。 delay_20us()。 //定時(shí)器0，定時(shí)器1，16位工作方式 TR0=1。 P0M0 = 0XFF。void delay_20us()。//***********************************************sbit Trig = P1^0。軟件開(kāi)發(fā)工作由單片機(jī)控制軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。每一位數(shù)碼管顯示了它前一位要顯示的字符和它本身要顯示的字符的重疊效果。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O 端口，而且功耗更低。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。軟件編程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，并且軟件消影。這種方法僅能粗略地比較聲波在不同材料中的衰減程度，也就是對(duì)同樣厚度的不同材料在同樣的儀器靈敏度下，觀(guān)察它們的底面反射波的次數(shù)，底波次數(shù)多的材料，說(shuō)明聲波在該材料中衰減少，底波次數(shù)少，則聲波衰減比較嚴(yán)重。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，其能量逐漸減弱，這種現(xiàn)象叫超聲波的衰減。每隔半周期時(shí)間，讓方波輸出腳的電平取反，便可產(chǎn)生40kHz方波。硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路四部分。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。同時(shí)在FPGA中還要用硬件描述語(yǔ)言(VHDL語(yǔ)言)編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件電路功能。(3).對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行分析。 激光式液位檢測(cè)儀由激光發(fā)射器、接收器及測(cè)量控制電路組成。但在使用時(shí)仍要注意控制劑量，作好防護(hù)，以防射線(xiàn)泄漏對(duì)人體造成傷害。 超聲是不可聽(tīng)聲，這樣就避免產(chǎn)生噪聲，因而超聲具有綠色特性。超聲顯微鏡投入應(yīng)用。在第一次世界大戰(zhàn)中，對(duì)超聲的研究逐步受到重視。s standard of living, speeding up the development and construction of the city. urban drainage system have greatly developed their situation is constantly improving. However, due to historical reasons many unpredictable factors in the synthesis of her time, the city drainage system. In particular drainage system often lags behind urban construction. Therefore, there are often good building excavation has been building facilities to upgrade the drainage system phenomenon. It brought to the city sewage, and it is clear to the city sewage and drainage culvert in the sewage treatment system. fort is very important to people39。控制系統(tǒng)核心部分就是超聲波測(cè)距儀的研制。因此，經(jīng)常出現(xiàn)開(kāi)挖已經(jīng)建設(shè)好的建筑設(shè)施來(lái)改造排水系統(tǒng)的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案，最后通過(guò)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊。1883年，Galton首先發(fā)現(xiàn)了超聲波的存在，他當(dāng)時(shí)的研究目的主要是探索人類(lèi)所能感知的聲譜范圍。表面波換能器的研究我國(guó)開(kāi)始于1965年，于1970年開(kāi)始了高頻表面波的研究，1977年，我國(guó)研制成表面脈沖壓縮濾波器。在無(wú)損探傷、水下聲納系統(tǒng)、超聲測(cè)距系統(tǒng)中方向性是一個(gè)重要的考慮因素。輻射式物位計(jì)既可進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，也可進(jìn)行定點(diǎn)發(fā)送信號(hào)和進(jìn)行控制。有關(guān)廠(chǎng)商不斷推出各種高性能的微波固體器件以及微波集成電路，不但使微波發(fā)射接受電路實(shí)現(xiàn)小型化，而且性能指標(biāo)也有很大的提高，價(jià)格也有很大的下降。(2).根據(jù)超聲波測(cè)距原理，設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距器的硬件結(jié)構(gòu)電路。充分利用了其多達(dá)128個(gè)宏單元、68pin可編程I/O口，使該器件可以將分頻功能、計(jì)數(shù)功能、顯示編碼功能、振蕩功能全部集于一體。它的原理如圖22所示：圖22 原理圖Fig22 Schematic與第二種方案相比，第一種使用的是單片機(jī)，編譯語(yǔ)言可以用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以比較簡(jiǎn)單，而第三種方法使用的濾波器通帶容易變化，實(shí)現(xiàn)起來(lái)就相對(duì)比較的困難，綜上所述，因此選擇第一種設(shè)計(jì)方案。單片機(jī)主控芯片使用Atmel公司的AT89s52系列單片機(jī)，該單片機(jī)工作性能穩(wěn)定，同時(shí)也是在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用到的控制芯片。單片機(jī)將測(cè)得的時(shí)間與聲速相乘再除以2即可得到測(cè)量值，最后經(jīng)3位數(shù)碼管將測(cè)得的結(jié)果顯示出來(lái)。本系統(tǒng)在編程時(shí)選用了后者。同時(shí)，由于介質(zhì)的熱傳導(dǎo)，介質(zhì)的稠密和稀疏部分之間進(jìn)行熱交換，從而導(dǎo)致聲能的損耗，這就是介質(zhì)的吸收現(xiàn)象。放大的信號(hào)通過(guò)檢波電路得到解調(diào)后的信號(hào)，即把多個(gè)方波波解調(diào)成多個(gè)大方波波。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。數(shù)碼管按各發(fā)光二極管電極的連接方式分為共陽(yáng)數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管兩種。共陽(yáng)數(shù)碼管內(nèi)部連接如下圖： 圖33 數(shù)碼管 Fig33 Digital數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)。所以如果想讓數(shù)碼管顯示數(shù)字0，那么共陰數(shù)碼管的字符編碼為00111111，即0x3f；共陽(yáng)數(shù)碼管的字符編碼為11000000，即0xc0。 74HC573 　　 圖35 74HC573管腳圖Fig35 74H573pin map高性能硅門(mén) CMOS 器件SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣。我們知道C語(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語(yǔ)言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，而超聲波測(cè)距儀的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），又要求精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間（超聲波測(cè)距時(shí)），所以控制程序可采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程。sfr P1M0 = 0X92。 //測(cè)距接收緩沖區(qū)uchar ge,shi,bai,temp,flag,outeH,outeL,i。 //系統(tǒng)時(shí)鐘為1/8晶振（pdf45頁(yè)） P0M1 = 0。 test =0。 //關(guān)閉外部中斷 EA=1。 //打開(kāi)外部中斷 TH1=0。 //關(guān)閉外部中斷 if(succeed_flag==1) { distance_data=outeH。 //將測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū) /// i++。 b=a。 //寫(xiě)入定時(shí)器0初始值 TL0=0x77。break。 bai_data=temp_data/100 。 EA=0。bt++)。} /*交換值 if(distance[1]distance[2]) {t=distance[1]。基板通常是兩面有銅的樹(shù)脂板，最常用的板材代號(hào)是FR～4，主要用于計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備等檔次的電子產(chǎn)品?！　蚊嬗杏≈凭€(xiàn)路圖形的我們稱(chēng)單面印制線(xiàn)路板。導(dǎo)線(xiàn)就是起導(dǎo)通作用的銅線(xiàn)。但是在Protel DXP系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)表的作用不像Protel 99 SE那樣顯式表現(xiàn)，用戶(hù)可參考后面介紹的生成網(wǎng)絡(luò)表的部分。原理圖庫(kù)中的元器件要和其對(duì)應(yīng)的PCB封裝或者仿真用的仿真以及信號(hào)完整性分析模型集成在一起，下面我們?yōu)長(zhǎng)T1011添加PCB封裝。執(zhí)行菜單命令Place | Wire啟動(dòng)連線(xiàn)操作，這是光標(biāo)變成十字形狀，將光標(biāo)移動(dòng)到所需連接線(xiàn)路的起點(diǎn)，當(dāng)起點(diǎn)為元器件引腳時(shí)，則在該處出現(xiàn)一個(gè)紅色的叉線(xiàn)點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)左鍵，就會(huì)在該引腳和光標(biāo)之間出現(xiàn)一條預(yù)拉線(xiàn)，將線(xiàn)拉到所要設(shè)置的位置后單擊鼠標(biāo)左鍵，則可定位一條線(xiàn)。定義頂層和底的絲印字符,就是一般在板上看到的元件編號(hào)和一些字符。（9）多層(Multilayer):指PCB板的所有層。Automatic PCB Update表示選中此項(xiàng)則自動(dòng)進(jìn)行PCB圖的更新。（3） 焊接完畢然后清除多余的焊錫，然后用小是刷子沾上無(wú)水酒精，沿引腳方向順向反復(fù)擦拭，用力要適中。焊接完成后用萬(wàn)用表對(duì)其連接的導(dǎo)通性進(jìn)行測(cè)試，若有不導(dǎo)通之處重新焊接。但有軟件編程引入補(bǔ)償數(shù)值后總的實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差在厘米級(jí),基本上可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)測(cè)量要求。在這次設(shè)計(jì)的開(kāi)始階段，因?yàn)閷?duì)于各項(xiàng)內(nèi)容的不了解，