【正文】 導(dǎo)通蜂鳴器兩端加電由蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。 圖46 超聲波報(bào)警電路 Led燈顯示模塊單片機(jī)P3 口連接燈的另一接口，由于燈低電平有效，通過(guò)單片機(jī) P37口輸出的信號(hào)輸出給二極管顯示。當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，單片否則，單片機(jī)輸出高電平，燈不亮。單片機(jī)給出低電平，燈亮。 圖46 顯示報(bào)警燈電路5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作本次仿真如附錄所示。測(cè)距單片機(jī)為主單片機(jī)，另一塊單片機(jī)用于模擬發(fā)射接收和發(fā)射模塊。 PCB制板經(jīng)過(guò)理論的論證以及對(duì)電路的仿真，在完全能夠?qū)崿F(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，我們開始PCB的制作，以及元件的安裝和焊接。PCB制板是一較復(fù)雜的過(guò)程，其詳細(xì)步驟如下： 在繪制PCB圖時(shí)需要用到一個(gè)軟件protel PADs，要繪制一個(gè)PCB圖，在protel里首先要建一個(gè)項(xiàng)目，再在項(xiàng)目中建一個(gè)原理圖文件和一個(gè)PCB文件并將這兩個(gè)文件和項(xiàng)目保存到一個(gè)文件夾里。文件建立完畢后先根據(jù)自己的設(shè)計(jì)繪制原理圖，然后再將原理圖導(dǎo)入到PCB圖里，在導(dǎo)入之前必須要保證元件的封裝不要加載錯(cuò)了，一定要看到實(shí)物后再根據(jù)實(shí)物加載封裝。導(dǎo)入完成后就是PCB布局布線了。protel本身可以自動(dòng)布局和布線，在設(shè)計(jì)時(shí)我采用的是手工布局和布線。繪制完后的原理圖和PCB圖見附錄。所謂打印PCB圖就是將繪制好的PCB圖以1：1的比例用熱轉(zhuǎn)印紙打印出來(lái)，為下一步熱轉(zhuǎn)印做準(zhǔn)備。熱轉(zhuǎn)印就是將上一步打印好的圖紙利用熱轉(zhuǎn)印機(jī)轉(zhuǎn)印到覆銅板上，在熱轉(zhuǎn)印之前要注意的是必須用沙紙將覆銅板上的一層保護(hù)膜打磨干凈，不然會(huì)影響熱轉(zhuǎn)印效果和下一步的腐蝕。將上一步中熱轉(zhuǎn)印好了的覆銅板放入自動(dòng)腐蝕機(jī)里腐蝕，腐蝕機(jī)里裝的是FeCl3腐蝕液。大約60s的時(shí)間就會(huì)腐蝕完畢，有碳粉蓋住的銅膜就會(huì)保留下來(lái)，沒(méi)有碳粉蓋住的銅膜則會(huì)被腐蝕掉。腐蝕完畢后，PCB板的制作就完成了。PCB板制好后，接下來(lái)就是元件的安裝與焊接了，在老師的指導(dǎo)和幫助下一切都進(jìn)行得很順利。經(jīng)測(cè)試焊接后的電路沒(méi)有出現(xiàn)短路和斷路現(xiàn)象，元器件本身也不存在問(wèn)題，可以開始對(duì)電路的調(diào)試。電路供電部分采用6V直流電源供電，在調(diào)試時(shí)采用4接干電池供電。 硬件安裝和調(diào)試（1）準(zhǔn)備技術(shù)文件：主要是指做好技術(shù)文件、工藝文件和質(zhì)量管理文件的準(zhǔn)備，如電路圖、方框圖、裝配圖、印制電路板圖、印制電路板裝配圖等文件的準(zhǔn)備。要求掌握上述各技術(shù)文件的內(nèi)容，了解電路的基本工作原理、主要技術(shù)性能指標(biāo)、各參數(shù)的調(diào)試方法和步驟等。（2）準(zhǔn)備測(cè)試設(shè)備：要準(zhǔn)備好測(cè)量?jī)x器和測(cè)試設(shè)備，檢查是否處于良好的工作狀態(tài)，是否有定期標(biāo)定的合格證，檢查測(cè)量?jī)x器和測(cè)試設(shè)備的功能選擇開關(guān)、量程擋位是否處于正確的位置，尤其要注意測(cè)量?jī)x器和測(cè)試設(shè)備的精度是否符合技術(shù)文件規(guī)定的要求，能否滿足測(cè)試精度的需要。（3）準(zhǔn)備被調(diào)試電路：調(diào)試前要檢查被調(diào)試電路是否按電路設(shè)計(jì)要求正確安裝連接，有無(wú)虛、焊、脫焊、漏焊等現(xiàn)象，檢查元器件的好壞及其性能指標(biāo)，檢查被調(diào)試設(shè)備的功能選擇開關(guān)、量程擋位和其他面板元器件是否安裝在正確的位置。經(jīng)檢查無(wú)誤后方可按調(diào)試操作程序進(jìn)行通電調(diào)試。 對(duì)被調(diào)試電路的準(zhǔn)備具體分為以下幾點(diǎn)：（1）連線是否正確 檢查電路連線是否正確，包括錯(cuò)線、少線和多線。查線的方法通常有兩種。a. 按照電路圖檢查安裝的線路 這種方法的特點(diǎn)是，根據(jù)電路圖連線，按一定順序逐一檢查安裝好的線路。由此，可比較容易查出錯(cuò)線和少線。b. 按照實(shí)際線路來(lái)對(duì)照原理電路進(jìn)行查線這是一種以元件為中心進(jìn)行查線的方法。把每個(gè)元件（包括器件）引腳的連線一次查清，檢查每個(gè)引腳的去處在電路圖上是否存在，這種方法不但可以查出錯(cuò)線和少線，還容易查出多線。為了防止出錯(cuò)，對(duì)于已查過(guò)的線通常應(yīng)在電路圖上做出標(biāo)記，最好用數(shù)字式萬(wàn)用表“Ω擋”的蜂鳴器來(lái)測(cè)量，而且直接測(cè)量元、器件引腳，這樣可以同時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方。(2) 元、器件安裝情況檢查元、器件引腳之間有無(wú)短路，連接處有無(wú)接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容極性等是否連接有誤。(3) 電源供電（包括極性）、信號(hào)源連線是否正確檢查直流極性是否正確，信號(hào)線是否連接正確。(4) 電源端對(duì)地是否存在短路在通電前，斷開一根電源線，用萬(wàn)用表檢查電源端對(duì)地是否存在短路。檢查直流穩(wěn)壓電源對(duì)地是否短路。若電路經(jīng)過(guò)上述檢查，并確認(rèn)無(wú)誤后，就可轉(zhuǎn)入調(diào)試。首先測(cè)試發(fā)射電路對(duì)信號(hào)放大的倍數(shù)，先用信號(hào)源給發(fā)射電路輸入端一個(gè)40kHz的方波信號(hào)。經(jīng)過(guò)發(fā)射電路后，其信號(hào)峰峰值放大到10V左右。40kHz的方波驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波，經(jīng)反射后由超聲波接收頭接收到40kHz的正弦波，由于聲波在空氣中傳播時(shí)衰減，所以接收到的波形幅值較低，經(jīng)接收電路放大，整形，最后輸出一負(fù)跳變，在單片機(jī)的外部中斷源輸入端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)。該測(cè)距電路的40kHz方波由單片機(jī)編程產(chǎn)生，方波的周期為1/40ms，即25181。s。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。由于12M晶振的單片機(jī)的時(shí)間分辨率是1181。s，所以只能產(chǎn)生半周期為12181。s或13181。s的方波信號(hào)。本系統(tǒng)在編程時(shí)選用了后者。上節(jié)分析了超聲波測(cè)距系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的一些原因，如何提高測(cè)量精度是超聲測(cè)距的關(guān)鍵技術(shù)。其提高測(cè)距精度的措施如下：1. 合理選擇超聲波工作頻率、脈寬及脈沖發(fā)射周期。2. 在超聲波接收回路中串入增益調(diào)節(jié)(AGC)及自動(dòng)增益負(fù)反饋控制環(huán)節(jié)。3. 提高計(jì)時(shí)精度，減少時(shí)間量化誤差，利用Keil4軟件，建立工程，添加文件，將電路圖正確地畫出來(lái)。，如果編譯不成功，仔細(xì)查錯(cuò)。 對(duì)于各式單片機(jī)電平控制認(rèn)識(shí)不夠，也在不斷地嘗試著用電平控制其工作，然而屢試終屢敗，最后通過(guò)同學(xué)的提示于解決了問(wèn)題，就是將脈沖在時(shí)鐘控制端控制。常出現(xiàn)線漏接或者不該交叉的地方交叉或器件選用錯(cuò)誤。 可以將電路圖放大，仔細(xì)觀察，判斷。3定義管腳時(shí)出現(xiàn)漏定義或者選用管腳失誤。 認(rèn)真對(duì)照表格，核對(duì)無(wú)誤后方可定義。為了方便定義，把器件自定義成自己比較習(xí)慣的名稱。仿真時(shí)容易出現(xiàn)失誤，或者判斷仿真結(jié)果時(shí)搞錯(cuò).存在的不足及改進(jìn)思路電路圖布局不甚合理。 合理化電路布局，盡量減少接線量，在不改變電路功能的情況下簡(jiǎn)化電路。輸入出現(xiàn)不定時(shí)失靈。 雖無(wú)法從根本上解決這個(gè)問(wèn)以努題，但我們可力將影響降到最低。 小 結(jié) 　 　超聲測(cè)距技術(shù)是一門交叉科學(xué)，它設(shè)計(jì)到聲學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)等，每一門學(xué)科的新發(fā)現(xiàn)都會(huì)推動(dòng)超聲學(xué)的發(fā)展。新型換能器以及大功率驅(qū)動(dòng)電源等技術(shù)的發(fā)展必將使超聲的測(cè)距范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，超聲測(cè)距技術(shù)將會(huì)廣泛應(yīng)用于機(jī)器人或無(wú)人小車的定位系統(tǒng)、交通工具安全預(yù)警等系統(tǒng)中。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波測(cè)量物體間的距離，以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。 心得體會(huì) 通過(guò)周的實(shí)習(xí)，讓我對(duì)單片機(jī)有了進(jìn)一步的了解，更加熟練的了解了ISIS 7 Professional仿真軟件、Padslogic 、 Pabspcb等做板軟件。通過(guò)對(duì)該課題的研究，加深對(duì)了所學(xué)知識(shí)的理解，提高對(duì)課外知識(shí)的學(xué)習(xí)能力， 增強(qiáng)知識(shí)的應(yīng)用能力和提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了自我創(chuàng)新意識(shí)。積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為以后的發(fā)展打下基礎(chǔ)。這次實(shí)訓(xùn)讓我真正學(xué)到了不少的東西，通過(guò)做板使自己對(duì)課本上的知識(shí)可以應(yīng)用于實(shí)際，使得理論與實(shí)際相結(jié)合，加深了自己對(duì)課本知識(shí)的更好理解，親身感受到了一個(gè)電子產(chǎn)品的制作全過(guò)程，讓我們真正學(xué)以致用。一周的課程設(shè)計(jì)使我動(dòng)手操作能力有了跨越式的進(jìn)步，對(duì)我們學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)踐與理論同樣重要，這是我們以后在工作中說(shuō)明自己能力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的整體了解讓，我理解到單片機(jī)又稱單片微控制器說(shuō)明它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的工程師。隨著單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，將大大促進(jìn)各領(lǐng)域的技術(shù)更新，向自動(dòng)化、小型化、智能化方向邁進(jìn)。通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)，為以后自己在這方面的發(fā)展打下基礎(chǔ)，并能夠在這方面培養(yǎng)自己的興趣。 參考文獻(xiàn)[1][M].北京：電子工業(yè)出版 社,2005[2]鄧興成，[M] 成都：電子科技大學(xué)，2004[3]〔M〕.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2003.[4]馮超. 超聲波手冊(cè)[M]. 南京:南京大學(xué)出版社, 1999[5]董峰,許水源,許增天. 一種高精度超聲波測(cè)距處理方法[J]. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版) ,1998,37 (4) : 507512[6][J].實(shí)用測(cè)試技術(shù), 1994(1):1220[7]許天增,[J], 廈門:廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2001,40,303310.[8][J],電子世界,2005年第5期:2729[9]王安敏,[J]，儀表技術(shù)與傳感器，2006年第6期:4449 致 謝以上為實(shí)訓(xùn)期間所設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距論文設(shè)計(jì)，它經(jīng)過(guò)多次修改和整理，以是一個(gè)比較不錯(cuò)的設(shè)計(jì)，可以滿足人們的基本要求，但因?yàn)樗接邢?，此電路中也存在一定的?wèn)題，譬如說(shuō)精度不是很高，測(cè)的距離也不是很遠(yuǎn)，用于工業(yè)還需加強(qiáng)改進(jìn)。這些需要一段時(shí)間的進(jìn)一步改進(jìn)，如果有好的意見，希望老師給以支持。 此次課程設(shè)計(jì)能順利圓滿的完成，除了依靠本人與同伴的堅(jiān)持不懈努力外，還得感謝那些一直在背后辛勤指導(dǎo)我們的老師，由于所學(xué)知識(shí)有限，有很多問(wèn)題都不能正確的解答，多虧有老師們耐心的指導(dǎo)和幫助，才使我的課程設(shè)計(jì)順利的完成，在實(shí)習(xí)中，我感受到了老師對(duì)學(xué)生的那種悔人不卷的精神，每天的固定時(shí)間，老師都來(lái)給我們指導(dǎo)，使我們少走彎路，順利完成實(shí)習(xí)任務(wù)，在此，請(qǐng)?jiān)试S我向您致意崇高的敬意，感謝您們?yōu)槲覀兣懦怂悸飞系恼系K，感謝您，葉老師，感謝您辛勤地指導(dǎo), 請(qǐng)?jiān)试S我向您們致意崇高的敬意。 附 錄附錄一：設(shè)計(jì)所需元器件 AT89C51 1片 排阻 1片 7407 1片 30Pf電容 2個(gè) 10uf電容 1個(gè) 330pf電容 1個(gè) 20uf電解電容 1個(gè) 1個(gè) 1MHz晶振 1個(gè) 1個(gè) 100歐姆電阻 1個(gè) 1K歐姆電阻 2個(gè) 10K歐姆電阻 2個(gè) 220K歐姆電阻 1個(gè) 數(shù)碼管 1個(gè) 1個(gè)附錄二：仿真原理圖附錄三：PCB原理圖附錄四：PCB圖附錄五：實(shí)物圖第 33 頁(yè)