【正文】 引腳時，則在該處出現(xiàn)一個紅色的叉線點，單擊鼠標(biāo)左鍵，就會在該引腳和光標(biāo)之間出現(xiàn)一條預(yù)拉線，將線拉到所要設(shè)置的位置后單擊鼠標(biāo)左鍵，則可定位一條線。單擊鼠標(biāo)右鍵，完成一條連接線路。在DXP中，當(dāng)連線為T型連接時，系統(tǒng)會自動在連接出放置一個節(jié)點，但當(dāng)十字交叉時，系統(tǒng)不會自動放置節(jié)點，而必須手動放置。執(zhí)行命令Place | Junction可啟動放置節(jié)點操作，這時鼠標(biāo)將會變成十字光標(biāo)，將光標(biāo)移動到所要放置節(jié)點處，單擊鼠標(biāo)左鍵即可。圖58 硬件電路原理圖Fig58 Hardware circuit diagram PCB板的層Protel DXP等軟件中,。這些層起著不同的作用,這里首先介紹一下這些層的定義:（1）信號層(Signal Layers): 信號層包括Top Layer、Bottom Layer、Mid Layer1…,也就是實際的銅層，中間層是指用于布線的中間板層,該層中布的是導(dǎo)線。（2）內(nèi)層(Internal Plane): Internal Plane1…4等,這些層一般連接到地和電源上,成為電源層和地層,也具有電氣連接作用,也是實際的銅層，但該層一般情況下不布線,是由整片銅膜構(gòu)成。（3）絲印層(Silkscreen): 包括頂層絲印層(Top overlay)和底層絲印層Bottom overlay)。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和一些字符。（4）錫膏層(Paste Mask): 包括頂層錫膏層(Top paste)和底層錫膏層(Bottom paste)，指我們可以看到的露在外面的表面貼焊盤，也就是在焊接前需要涂焊膏的部分。所以，這一層在焊盤進(jìn)行熱風(fēng)正平和制作焊接鋼網(wǎng)時也有用。（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。（6）機械層(Mechanical Layers): 定義整個板的外觀，即整個板的外形結(jié)構(gòu)。（7）Keep Out Layer(禁布層): 定義在布電氣特性的銅一側(cè)的邊界。也就是說先定義了禁止布線層后,在以后的布過程中,所布的具有電氣特性的線不可以超出禁止布線層的邊界。（8）鉆孔層(Drill Layer): 包括過孔引導(dǎo)層(Drill guide)和過孔鉆孔層　(Drill drawing),是鉆孔的數(shù)據(jù)。（9）多層(Multilayer):指PCB板的所有層。 PCB板的布局執(zhí)行命令Tools | Auto Placement | Auto Palce…顯示Auto Place對話框（圖58），通過此對話框可以設(shè)置兩種自動布局的方式Cluster Placer和Statistical Placer。Cluster Placer：組群方式布局的。它是以布局面積為最小為標(biāo)準(zhǔn)，同時可以將元器件名稱和序號隱藏。它還有一個加速布局的選項，即Quick Component Placement。Statical Placer：統(tǒng)計方式布局。它是以使得飛線的長度最短為標(biāo)準(zhǔn)，Group Components表示將當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)中連接密切的元器件規(guī)為一組，在排列時將改組的元器件作為群體而不是個體來考慮。Rotate Components表示將根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接和排列的需要，適當(dāng)旋轉(zhuǎn)和移動元器件封裝。Automatic PCB Update表示選中此項則自動進(jìn)行PCB圖的更新。Power Nets和Ground Nets分別用于定義電源和地網(wǎng)絡(luò)名稱。Grid Size設(shè)置元器件自動布局時柵格大小。圖59 自動布局設(shè)置Fig59 Automatic layout settings PCB板布線Protel DXP可以支持自動布線，用戶先根據(jù)電路板的布線要求設(shè)計布線規(guī)則，布線設(shè)計規(guī)則設(shè)定得是否合理直接影響布線的質(zhì)量和成功率。在前面設(shè)計中已經(jīng)設(shè)置了設(shè)計規(guī)則，執(zhí)行命令A(yù)uto Route | All，在Strategy對話框中選擇Default 2 Layer Board，點擊按鈕Route All開始自動布線。圖510 硬件電路PCB板圖Fig510 PCB board hardware circuit diagram6 電路調(diào)試 元件的焊接要點（1） 焊接時先在元件所有的引腳上涂上助焊劑。注意烙鐵與引腳平行，防止發(fā)生搭載。（2） 電烙鐵不要長時間的停在芯片引腳上以免過熱損壞器件或焊錫過熱而燒焦PCB。（3） 焊接完畢然后清除多余的焊錫，然后用小是刷子沾上無水酒精，沿引腳方向順向反復(fù)擦拭，用力要適中。清理助焊劑，防止腐蝕。然后檢查有無虛焊，并用萬用表實際測量（4） 用放大鏡檢查焊接的質(zhì)量。焊接效果好的話焊接器件與PCB 之間有一個平滑的熔化過渡，非常明亮而且沒有殘留的雜物，焊點清晰。如發(fā)現(xiàn)有問題再重新焊接并清理引腳。 外圍按鍵電路焊接與測試考慮到PCB板的加工成本與其面積的大小成正比，為了降低總體設(shè)計的成本，本系統(tǒng)對外圍按鍵電路未進(jìn)行PCB版圖設(shè)計。由于線路連接較簡單，采用直接焊接的方法。，對各連接器件進(jìn)行焊接。焊接完成后用萬用表對其連接的導(dǎo)通性進(jìn)行測試，若有不導(dǎo)通之處重新焊接。調(diào)試的步驟是先焊接各個模塊，焊接完每個模塊以后，再進(jìn)行模塊的單獨測試，以確保在整個系統(tǒng)焊接完能正常的工作，器件安裝完畢后。（1）首先編寫簡單顯示程序測試觀察數(shù)碼管能否正常顯示，并且在起初發(fā)現(xiàn)動態(tài)顯示時有黑影子，因為采用軟件消影子解決問題。（2）再調(diào)試超聲波發(fā)射和接收模塊，這個是本設(shè)計的最難點，，可以符合觸發(fā)發(fā)射傳感器，而且耳朵貼近可以聽到傳感器吱吱的聲音，這個說明發(fā)射傳感器已經(jīng)工作了。通電后將固定在紙盒上的的超聲波頭對著墻面往復(fù)移動，看數(shù)碼管的顯示結(jié)果會不會變化，在測量范圍內(nèi)能否正常顯示。7 系統(tǒng)測試結(jié)果及誤差分析表71是利用本文設(shè)計的測距儀進(jìn)行實際測量的結(jié)果。由表中數(shù)據(jù)可見, 在30～300cm 范圍內(nèi)誤差相對較??；小于30cm 范圍內(nèi)誤差較大，這是因為超聲波距離測量存在一定范圍的盲區(qū),盲區(qū)的出現(xiàn)是因為發(fā)出信號必須有一個上升時間, 還有當(dāng)距離太近時計算機系統(tǒng)已不能處理迅速返回的反射波信號, 。300cm以后的數(shù)據(jù)誤差明顯增大, 這是由于發(fā)射功率不夠大, 接收到的信號很微弱, 引入了一些干擾因素。但有軟件編程引入補償數(shù)值后總的實驗結(jié)果誤差在厘米級,基本上可以滿足設(shè)計測量要求。表71系統(tǒng)測試結(jié)果From 71 System test results實際距離/cm測量結(jié)果/cm3135404650535561誤差/cm10010000實際距離/cm80250測量結(jié)果/cm6681100120201250281301誤差/cm110010118 總結(jié)前前后后兩個月時間，總算是完成了畢業(yè)設(shè)計，雖然做的很是粗糙，與原來心中所想的有很大的差距，但還算是做出來了，然而誤差還是相對較大。超聲波測距系統(tǒng)主要應(yīng)用于汽車的倒車?yán)走_(dá)、機器人自動避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場例如：液位、井深、管道長度等場合。因此研究超聲波測距系統(tǒng)的原理有著很大的現(xiàn)實意義。對本課題的研究與設(shè)計，還能進(jìn)一步提高自己的電路設(shè)計水平，深入對單片機的理解和應(yīng)用。在校學(xué)習(xí)的時候?qū)τ趩纹瑱C的學(xué)習(xí)大部分是為了考試而考試的，所了解的內(nèi)容僅僅是課本上的，還不是特別的清晰。這次設(shè)計雖然簡單，但對我來說，確實一次機會，一次重新了解單片機的機會，尤其是51系列，之前很多不懂的東西開始變得明了。與此同時，C語言，Protel DXP也開始有了新的認(rèn)識，這些東西對于未來的工作來說都是不可或缺的。在這次設(shè)計的開始階段，因為對于各項內(nèi)容的不了解，導(dǎo)致我走了很多的彎路，浪費了很多的時間，因為對于整個設(shè)計的考慮不全面，使我搞錯了很多的東西，在老師和同學(xué)的幫助下，雖然有些困難，但還是糾正過來了。在完成畢業(yè)設(shè)計的同時，畢業(yè)論文的書寫也花費了我很大的精力，從剛開始的對于畢業(yè)論文完全沒有概念，格式錯的一塌糊涂，內(nèi)容很少，到現(xiàn)在的完成，這期間老師給了我很大的幫助，經(jīng)過這次，對于論文的創(chuàng)作上，我有了新的認(rèn)識。謝 辭剛接觸此設(shè)計課題，總認(rèn)為較為簡單，不會花很多時間便能完成。但隨著設(shè)計的一步步進(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。但是課題最終得以順利完成，我得真誠地感謝給予我指點和幫助的人們。首先我得感謝我的指導(dǎo)老師阮穎老師。在阮穎老師悉心指導(dǎo)下，本課題各項研究工作進(jìn)展順利，更重要的是我對基于單片機的超聲波測試有了較深刻的理解。阮老師在論文選題、參考書目、方法研究等方面給了我耐心細(xì)致的指導(dǎo)和幫助，使我免去不少麻煩，少走了很多彎路。在上交了論文初稿后，阮穎老師更是字斟句酌地對我的論文加以審閱、修改，對論文的改進(jìn)提出了很多寶貴的想法和建議，正是在阮老師耐心的指導(dǎo)下，我的論文才最終得以完成。阮老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，求實的工作作風(fēng)使我受益匪淺，在此，向我的指導(dǎo)老師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意！其次我要感謝與我同組的幾位同學(xué)，在整個的設(shè)計過程中，我們都會一同研究遇到的問題，找到合理的解決方法。設(shè)計過程中經(jīng)常會遇到一些自己不太熟悉的問題，每次當(dāng)自己心灰意冷時，他們都會給我莫大的鼓勵，激勵我完成剩下的設(shè)計。正是我們的團結(jié)互助，讓我們順利完成了相關(guān)設(shè)計，同時也增進(jìn)了我們之間的友誼。在此，我向他們致以最真誠地感謝！同時，我也要向?qū)W院其他指導(dǎo)老師對我在設(shè)計過程中的指點和幫助表示感謝。感謝他們在C語言、匯編語言以及單片機方面給予我的幫助！最后，請允許我再次感謝所有幫助和支持我的老師、同學(xué)和朋友們，謝謝你們！參考文獻(xiàn)[1] 一種超聲波測距儀的設(shè)計與實現(xiàn),中國測試技術(shù),2008,6 [2] 提高超聲波測距精度方法綜述, 電訊技術(shù),2010,9[3] 基于單片機的高精度超聲波測距系統(tǒng), 儀表技術(shù)與傳感器,2007,3[4] 超聲波測距誤差分析,傳感器技術(shù),2004,3[5] 單片機原理與C51編程，西安交通大學(xué)出版社 [6] 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PROTEL99SE [16] 電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京:[17] 電子線路設(shè)計. 武漢: [18] 李剛，王艷林，孫江宏等，Protel DXP電路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程，清華大學(xué)出版社，附 錄PCB板設(shè)計中常用的一些快捷鍵TAB: 調(diào)節(jié)屬性PgUp: 放大PgDn: 縮小Delete: 刪除Ctrl+C: 復(fù)制Ctrl+V: 粘貼Ctrl+X: 剪貼Ctrl+Z: 撤銷Ctrl+Y: 取消撤銷Ctrl+F: 查找Ctrl+H: 查找并替換Space: 元器件逆時針旋轉(zhuǎn)90176。X: 元器件左右對調(diào)Y: 元器件上下對調(diào)VF: 適合全部元器件顯示ED: 刪除選中元器件ESA: 選取全部的元器件EEA: 取消全部選取的元器件SCH編輯快捷鍵PW: 放置連線PP: 放置元器件PN: 放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號PJ: 放置節(jié)點PT: 放置文字PCB編輯快捷鍵*: 頂層和底層切換L: 板層及顏色設(shè)置L: 選中元器件時為板層切換PL: 放置線PP: 放置焊盤PV: 放置過孔PS: 放置文字PC: 放置器件JC: 跳到元器件JN: 跳到網(wǎng)絡(luò)JP: 跳到焊盤實際硬件電路 40