【正文】 （）其中RF為反饋電阻，R為反向輸入電阻。這樣就實(shí)現(xiàn)了第一級的放大倍數(shù)為20倍，同理，第二級的放大倍數(shù)為20倍。 放大電路 波形轉(zhuǎn)換電路由前面的分析我們知道，濾波放大之后的信號是正弦信號，但是單片機(jī)接收到的應(yīng)該是可以識別的矩形波信號。 器件的選用及引腳分析在本設(shè)計(jì)中，使用由兩個(gè)六反相集成器CD4069構(gòu)成的施密特觸發(fā)器來完成對信號的波形轉(zhuǎn)換，CC4069由六個(gè)COS/MOS反相器電路組成。用雙列式塑封裝（14引腳）。每個(gè)反相器均可執(zhí)行邏輯的反相操作。： CD4069 引腳圖片 引腳功能符號: 1A～6A：數(shù)據(jù)輸入端；1Y～6Y:數(shù)據(jù)輸出端；VCC:正電源；GND:地。主要參數(shù)：正向閾值電壓：負(fù)向閾值電壓： 回差電壓：在實(shí)際電路使用中，施密特觸發(fā)器主要用于以下兩種方面： 利用施密觸觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋?zhàn)饔茫梢园堰呇刈兓徛芷谛孕盘栕儞Q為邊沿很陡的矩形脈沖信號。 （2）施密特觸發(fā)器的工作特點(diǎn)：輸入信號從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)對應(yīng)的輸入電平，與輸入信號從高電平下降過程中對應(yīng)的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變得很陡。 上升時(shí)的閾值電壓稱為正向閾值電壓，下降時(shí)的閾值電壓稱為負(fù)向閾值電壓,它們之間的差值稱為回差電壓。 初態(tài)為0分析：`= =從大于處逐漸減小，當(dāng)`=時(shí)：=`==（－）回差電壓：=－=2輸入信號增加和減少時(shí)，電路有不同的閾值電壓。開/關(guān)機(jī)電路的核心器件是一個(gè)D型觸發(fā)器，型號為CD4013。CD4013引腳功能符號： 數(shù)據(jù)端輸入 正電源 時(shí)鐘輸入端 地 原碼輸出端 原碼輸出端 反碼輸出端 反碼輸出端 直接置位端 直接置位端： CD4013引腳圖CD4013由兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。此器件可用作移位寄存器，且輸出連到數(shù)據(jù)輸入，可用作計(jì)數(shù)器和觸發(fā)器。置位和復(fù)位與時(shí)鐘無關(guān)，而分別由置位或復(fù)位上的高電平完成。 AT89C51單片機(jī)簡介 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。與MCS51 兼容 壽命：1000寫/擦循環(huán)全靜態(tài)工作：0Hz24Hz128*8位內(nèi)部RAM兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可編程串行通道片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 結(jié)構(gòu)概覽 AT89C51引腳圖當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 振蕩器的時(shí)鐘電路 單片機(jī)工作是在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖控制下，一拍一拍的地進(jìn)行的，這個(gè)脈沖是單片機(jī)控制器中的時(shí)序電路發(fā)出的。為了保證各部件間的同步工作，彈片機(jī)內(nèi)部電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳XTALI和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路， 內(nèi)部時(shí)鐘電路外接晶振時(shí)，C1和C2的值通常選擇為30PF左右；C1和C2對頻率有微調(diào)作用。該電路利用了內(nèi)部的高增益的反相放大器，外部電路接線簡單，只需要1個(gè)晶振和2個(gè)電容即可，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中大多采用此電路。如選擇12MHz晶振，則= 上電＋按鍵復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，單片機(jī)系統(tǒng)在上電啟動運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位。當(dāng)80C51通電，時(shí)鐘電路開始工作，在80C51單片機(jī)的RST（DIP40封裝第9腳）引腳加上大于24個(gè)時(shí)鐘周期以上的中脈沖，80C51打扮年偏激系統(tǒng)即初始復(fù)位，初始化后，成熟計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0P3輸出全部為高電瓶，堆棧指針寫入07H，其他專用寄存器被清0。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。 LED數(shù)碼管 LED由Light Emiting Dcode三個(gè)單詞的首字母組成，是半導(dǎo)體發(fā)光二極管的簡稱。一個(gè)LED數(shù)碼管可用來顯示一位0—9十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。 (b) 共陰管和共陽管的電路以及共陽LED七段數(shù)碼管外引線排列(a) 共陰管和共陽管的電路 共陽LED七段數(shù)碼管外引線排列 74LS273 BCD七段顯示譯碼器功能表十進(jìn)制功 入 b d f 1 1 1 0 0 0 0 00 0 0 101110 0 0 1 1 0 00 1 0 023110 1 0 0 1 1 01 0 1 045110 0 1 0 0 1 00 0 0 067110 1 0 1 1 0 00 0 0 089111 0 0 0 0LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個(gè)專門的譯碼器，有些譯碼器不但要完成譯碼功能，還帶有驅(qū)動電路以驅(qū)動數(shù)碼管工作。BCD碼七段譯碼驅(qū)動器有共陽和共陰兩類。本實(shí)驗(yàn)采用共陽接法的74LS273 BCD七段顯示譯碼器。本設(shè)計(jì)采用共陽接法，要顯示地位三數(shù),所以只需3個(gè)LED管,3個(gè)LED通道發(fā)出3個(gè)位掃描代碼，其中一個(gè)通道作為位控制端，當(dāng)控制端輸出的控制碼位某一位的低電平時(shí)，此位對應(yīng)的LED便顯示數(shù)據(jù)。此通道和3位驅(qū)動器稱為段控制通道。利用眼睛的視覺慣性，當(dāng)采用一定的頻率不斷地往3個(gè)LED輸送顯示碼和掃描代碼時(shí)，從顯示管上便可以見到相當(dāng)穩(wěn)定地?cái)?shù)字顯示。為了提高超聲波測距范圍，需要對接收信號進(jìn)行變增益放大，以滿足后續(xù)信號處理的需要。AGC的基本原理是產(chǎn)生一個(gè)隨輸入電平而變化的直流AGC電壓，利用AGC電壓去控制某些放大部件(如中放)的增益，使接收機(jī)總增益按照一定規(guī)律而變化?？刂齐娐肪褪茿GC直流電壓的產(chǎn)生部分，被控電路的功能是按照控制電路所產(chǎn)生的變化著的控制電壓來改變接收機(jī)的增益。發(fā)射電路時(shí)序控制計(jì)時(shí)電路放大濾波電路自動曾益電路（AGC）時(shí)間檢測峰值檢測單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)射探頭接收探頭 原理框圖 AD603工作原理介紹AD603是低噪、90MHz帶寬增益可調(diào)的集成運(yùn)放，如增益用分貝表示，則增益與控制電壓成線性關(guān)系。該集成電路可應(yīng)用于射頻自動增益放大器、視頻增益控制、A/D轉(zhuǎn)換量程擴(kuò)展和信號測量系統(tǒng)，　 AD603內(nèi)部原理簡化框圖 AD603引腳圖AD603引腳功能：GPOS 增益控制輸入“高”電壓端（正電壓控制）GNEG 增益控制輸入“低”電壓端（負(fù)電壓控制）VINP 運(yùn)放輸入COMM 運(yùn)放公共端FDBX 反饋端VNEG 負(fù)電源輸入VOUT 運(yùn)放輸入VPOS 正電源輸入AD603由無源輸入衰減器、增益控制界面和固定增益放大器三部分組成。增益的調(diào)整與其自身電壓值無關(guān)，而僅與其差值VG有關(guān)，由于控制電壓GPOS/GNEG端的輸入電阻高達(dá) 50MΩ，因而輸入電流很小，致使片內(nèi)控制電路對提供增益控制電壓的外電路影響減小。圖1中的“滑動臂”從左到右是可以連接移動的。當(dāng)腳5和腳7短接時(shí)，AD603的增益為40Vg+10，這時(shí)的增益范圍在當(dāng)腳5和腳7斷開時(shí)，其增益為40Vg+30，這時(shí)的增益范圍為10～50dB。 AGC電路工作原理 選用AD603作為主放大器，兩片AD603采用順序級聯(lián)形式，充分發(fā)揮每一片AD603的增益控制功能。 AGC自動增益電路圖經(jīng)兩級AD603放大的信號，一路由J2送入下一級信號通道，另一路則由C10輸入到9018用于AGC檢波。輸入信號增大時(shí)，9018的基極瞬時(shí)電流也增大，相應(yīng)的集電極電流也跟著增大，從而R7兩端的瞬時(shí)壓降也增大，則集電極瞬時(shí)電壓減小，經(jīng)濾波后得到的也相應(yīng)減小；同樣，輸入信號減小時(shí)，VAGC則會增大，即與輸入信號的強(qiáng)度成反比，符合AGC電壓反向控制要求。AD603的增益可表示為：G= 40+10。AGC時(shí)間常數(shù)的調(diào)整可以通過改變的容值來實(shí)現(xiàn)。而順序級聯(lián)模式要求在放大信號時(shí)先啟用第一片AD603的增益，用盡后再用第二片的增益。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)留有一定的余量。第二片AD603的增益范圍定為10～24dB，則相應(yīng)的為500～350mV，故1腳的控制電壓即應(yīng)為6～，兩片順序級聯(lián)后的總增益范圍為16～54dB，兩級AD603的總增益將從16dB到54dB線性增加。由圖2可以看出，的大小取決于R7的阻值和集電極電流的大小。對應(yīng)的兩級AD603的增益也開始逐漸從54dB下降到16dB，先是第二級AD603的增益逐漸從24dB下降到 10dB，然后第一級AD603的增益也開始逐漸從30dB下降到6dB。這就是AGC的整個(gè)控制過程，即隨著輸入信號強(qiáng)度的不斷增大，AGC將歷經(jīng)失控、開始起控、進(jìn)入飽和、再次失控的控制