【正文】 的控制總線 。 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 證，計(jì)數(shù)探測器可以區(qū)分信號(hào)的頻率，它的檢測和過濾扮演的雙重角色 ； 使元器件的數(shù)目大大減少，使信號(hào) 抗干擾 的 能力 得到極大的改善， 電路的可靠性 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 20 頁 共 38 頁 也相應(yīng)的改善，避免與傳統(tǒng)檢波電路出現(xiàn)相同 的 缺陷 。根據(jù) VHDL 程序 軟件 的特點(diǎn)，可以按自上 向下的方法進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 同時(shí)通過計(jì)算機(jī)仿真 ，來及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤 ， 使 設(shè)計(jì)效率 得到大大的提高，并且 縮短了開發(fā) 的 周期 。 根據(jù) VHDL 程序 軟件 的特點(diǎn) ， 可以 按自上 向下的方法進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 同時(shí)通過計(jì)算機(jī)仿真 ，來及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤 ， 使 設(shè)計(jì)效率 得到大大的提高 ， 并且 縮短了開發(fā) 的 周期 。感謝全體老師給 予我豐富的專業(yè)知識(shí)和各個(gè)方面的關(guān)心和幫助， 感謝合作組員的熱心協(xié)助。d0。 reg[23:0] pulse。d0。d1) pulse_r = pulse。 defparam = NO, = NONE, = 24, = YES, = 0, = 0, = 0。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 38 頁 共 38 頁 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外 文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 wire source = sub_wire0。d0。 else if(t == 2639。b0。 // //每 640ms 發(fā)起一次測量 reg[25:0] t。 張健 老師作為一名優(yōu)秀的、經(jīng)驗(yàn)豐富的教師，具有豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在整個(gè)論文實(shí)驗(yàn)和論文寫作過程中，對(duì)我進(jìn)行了耐心的指導(dǎo)和幫助，提出嚴(yán)格要求，引導(dǎo)我不斷開闊思路，為我答疑解惑，鼓勵(lì)我大膽創(chuàng)新，使我在這一段寶貴的時(shí)光中，既增長了知識(shí)、開闊了視野、鍛煉了心態(tài)，又培養(yǎng)了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科研精神。 基于 CPLD 計(jì)數(shù)檢測電路，可 以分辨出信號(hào)的頻率，它的檢測和過濾扮演的雙重角色 ； 使元器件的數(shù)目大大減少 ， 使信號(hào) 抗干擾 的 能力 得到極大的改善 ， 電路的可靠性 也相應(yīng)的改善，避免與 傳統(tǒng)檢波電路 出現(xiàn)相同 的 缺陷 。 圖 沒有接收到回波信號(hào) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 24 頁 共 38 頁 基于 CPLD 計(jì)數(shù)檢測電路，可以分辨出信號(hào)的頻率，它的檢測和過濾扮演的雙重角色 ；使元器件的數(shù)目大大減少，使信號(hào) 抗干擾 的 能力 得到極大的改善， 電路的可靠性 也相應(yīng)的改善，避免與傳統(tǒng)檢波電路出現(xiàn)相同 的 缺陷。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 根據(jù)以上的操作方法進(jìn)行驗(yàn)證，接通電源，將手靜止放在超聲波發(fā)射頭前端，看LED 燈是否亮，燈亮表明有 FM 控制信號(hào)發(fā)出 ,燈不亮則表明沒有 FM 控制信號(hào)發(fā)出。 發(fā)射控制電路 根據(jù)第三章設(shè)計(jì)的發(fā)射 電路原理圖 如圖 所示 ，做出電路板，由于本設(shè)計(jì)用的是 CPLD 芯片，其管腳非常的多而且排列的很密，所以不能用萬能板焊接，必須制作出 PCB 電路板進(jìn)行焊接，實(shí)物主要由超聲波發(fā)射頭，超聲波接收頭， LED 燈以及AT89C52 芯片和 CPLDEPM7128SLC8415 芯片和各種元器件組成。 圖 增益控制與整形電路 計(jì)數(shù)檢波電路 在水下超聲 探測儀中心控制電路的基礎(chǔ)上 , 通過簡單的 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。 采用運(yùn)算放大器 OP37 實(shí)現(xiàn)的阻抗變換電路如圖 所示，其實(shí)就是電壓跟隨器即 放大倍數(shù)為 1，它的輸入阻抗和 OP37 的輸入電阻大致相同 ， 因?yàn)榇?電路的輸入阻抗非常大 ，而且輸出阻抗相對(duì)較小，大概 為 60 歐姆 ，滿足阻抗匹配要求。 圖 振蕩電路和 AT89C52 芯片的連接圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁 共 38 頁 帶通濾波電路 利用單片機(jī)芯片和振蕩電路的組合電路產(chǎn)生方波，再經(jīng) 過帶通濾波器 使其 變?yōu)檎也?，帶通濾波電路圖如 所示。 圖 CPLD 設(shè)計(jì)可編程邏輯控制系統(tǒng)的流程 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁 共 38 頁 圖 超聲波時(shí)序圖 如圖 所示，超聲波 時(shí)序 圖 表明，只要提供一個(gè) 10us 以上脈沖觸發(fā)信號(hào)，模塊內(nèi)部 就會(huì) 發(fā)出 8 個(gè) 40KHz 周期電平，接收頭檢測回波 ，由于 CPLD 一直在發(fā)送 模塊觸發(fā)信號(hào)， 因此超聲波 發(fā)射頭一直在發(fā)超聲波 。設(shè)統(tǒng)計(jì)到的脈沖個(gè)數(shù)為 M，則 輸入 信號(hào)的頻率為 M 1 kHz，當(dāng) M 值在 2~6 范圍內(nèi)時(shí)，判決器 將輸出 信號(hào)電平拉高 ，輸入到控制電路 ， 同時(shí)，控制電路輸出一個(gè)復(fù)位信號(hào)將計(jì)數(shù)探測器復(fù)位， 使 計(jì)數(shù)值、計(jì)時(shí) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁 共 38 頁 邏輯原理圖設(shè)計(jì) VHDL 語言程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)校驗(yàn) 編譯 器件編程 器清零， 輸出 信號(hào) 變 為低電平，開始 進(jìn)行 下一輪 的 檢波 與計(jì)數(shù)； 當(dāng) M 值不在 2 ~ 6 范圍內(nèi)，使輸入信號(hào)不是有效的回波信號(hào)，計(jì)算值，定時(shí)器復(fù)位， 重新開始檢波 與計(jì)數(shù)。 C 語言編寫程序 具有結(jié)構(gòu)清晰、移植性好、 容易修改和調(diào)試 等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的二極管包絡(luò)檢波電路不能達(dá)到以上要求，所以我選擇方案二即利用 CPLD 芯片來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)新型計(jì)數(shù)檢波器。 圖 包絡(luò)檢波 的 原理框圖 方案二： CPLD 是近幾年來應(yīng)用很廣泛的元件 ,它具有廣泛優(yōu)點(diǎn)，比如能夠精確的判斷信號(hào)的延時(shí)多少，并且能夠全硬件狀態(tài)下進(jìn)行需要的工作。 圖 無源法原理框圖 方案二： 采用單片機(jī)芯片 AT89C52 與 濾波電路結(jié)合的方法產(chǎn)生 CW 信號(hào)， 利用單片機(jī)產(chǎn)生方波，經(jīng) 過 濾波電路 使其 變成一個(gè) 正弦波， 將正弦波信號(hào) 調(diào) 制成課題所 要壓控振蕩器 鋸齒波產(chǎn)生器 波門選通 方波產(chǎn)生器 倍頻器 同步信號(hào) Sinx 波形產(chǎn)生器 一定相頻特性的網(wǎng)絡(luò) 限幅 選通 定時(shí)時(shí)鐘 發(fā)射信號(hào)輸出 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 5 頁 共 38 頁 求 的 脈寬的 CW 脈沖信號(hào)，之后經(jīng)過 隔離級(jí) 電路，能夠 減少后級(jí)對(duì) CW 脈沖 信號(hào)產(chǎn)生電路的影響。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相對(duì) 復(fù)雜，特別是針對(duì)一些最為關(guān)鍵性的子模塊電路， 例如 基于 AT89C52 單片機(jī)芯片 特性的 控制 CW 信號(hào)發(fā)射電 路 ，單片機(jī)芯片電路和帶通 濾波電路，接收機(jī)阻抗匹配電路、兩級(jí)放大電路、濾波電路、增益控制電路與 整形電路 、 CPLD 芯片電路等，調(diào)試的過程中主要分為硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和實(shí)物調(diào)試，硬件的調(diào)試主要檢查設(shè)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的電路是否存在問題，軟件的調(diào)試主要是針對(duì)程序是否有 不足或是否能達(dá)到相關(guān)的技術(shù)要求和應(yīng)該要實(shí)現(xiàn)的功能，然后進(jìn)行 實(shí)物的調(diào)試 。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 38 頁 2 超聲探測發(fā)射控制電路 總體方案 水下超聲探測是通過 接收所 發(fā)射 的 超聲信號(hào) 的回波信號(hào)來判斷目標(biāo)的有無，及目標(biāo)的方位、距離和移動(dòng)目標(biāo)的速度等。 正弦信號(hào)作為載波調(diào)制的連續(xù)波（ CW），連續(xù)不斷的波的簡稱，但這并不意味著信號(hào)的連續(xù)發(fā)射，但指的是頻率和振幅 。它的組成是經(jīng)過很多的邏輯方塊想結(jié)合構(gòu)成。其中 ,對(duì)目標(biāo)的可靠探測 更是 離不開深彈引信的發(fā)展 ,而目前我國現(xiàn)役深彈引信功能單一 ,只有觸發(fā) 、 電子延期兩種作用方式 ,反潛能力有限。 CW 信號(hào)是用來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)， FM 信號(hào)用于目標(biāo)定位的精細(xì)結(jié)構(gòu)，目標(biāo)識(shí)別。所以復(fù)雜可編程邏輯器件具有很強(qiáng)的時(shí)序控制能力和邏輯組合能力 ,利用根據(jù)它的這些特點(diǎn)應(yīng)用于超聲探測發(fā)射控制電路設(shè)計(jì)的研究 ,不僅僅可以完成提高整個(gè)系統(tǒng)的集成度的任務(wù)。 核心是 CPLD 的這樣的計(jì)數(shù)檢波器件，可以辨別出信號(hào)的頻