超声波测距资料设计+原理图+PCB+完整C程序.doc

电子信息专业实验报告
课程电子信息系统综合设计实验
实验题目超声波测距
学生姓名 XXX 评分
学号班级
学生姓名评分
学号班级
实验时间地点
一、实验目的
通过实际产品的设计和制作,了解现代IT产品开发全流程。全面提高机、光、电、算知识的综合运用能力,掌握从系统级、电路级、到芯片级各个层次的设计方法和实现手段。
二、实验内容(含技术指标)
基本功能:通过温度传感器测量环境温度,用以得到相应的超声波速度,发送和接收超声波测量距离并显示;
扩展功能:语音播报距离。
三、实验仪器(仪器名称、型号,元器件名称、清单,软件名称、版本等)
使用仪器:PC机 1台;数字万用表 1块;
5V电源 1个;电烙铁 1个;
使用软件:Keil uVision3编程软件;(烧写器)
元件清单:
见附录(EXCEL)
附加:
复位按钮1个,带锁开关2个;
串口母头一个;
电源插座一个;
四、实验原理(基本原理,主要公式,参数计算,实现方法及框图,相关电路等)
主要控制框图:
五、实验步骤(实验关键操作步骤,仪器、电路及器件选择使用,原程序及关键指令注释等)
,结合实验提供的资料,确定电路。
,为各种芯片供电。
,并测试复位键按下是否会产生高电平。
,焊好后检查并调试电路,直至可行。
,焊好后检查电路,通过写入"闪灯"程序检查电路是否正确。
,调试电路。通过写入程序检测其是否正常工作。
,直到整个系统正常运行,并显示正确数据。
。
,然后按焊面包板顺序焊好PCB板,之后烧写程序,调试,让系统运行。
实验原理(硬件部分)
超声波发送模块
电路主要由反向器74LS04和超声波发射换能器T构成,,另一路经两极反向器后送到超声波换能器的另一个电极。用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器的两端,可以提高超声波的发射强度。输出端采用两个反向器并联,可以提高驱动能力。上拉电阻R10、R11,一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力,另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果,缩短其自由振荡的时间,。

超声波接收模块
集成电路CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片,常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38KHz与测距的超声波频率40KHz较为接近,可以利用它作超声波检测接收电路(如图3所示)。实验证明用CX20106A接收超声波(无信号时输出高电平),具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当更改电容C4的大小,可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。电路图如下:

程序烧写模块
下载电路模块是由一个串口母头和一个MAX232芯片组成。MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。内部结构基本可分为三个部分:第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源,提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚(R1IN)、12脚(R1OUT)、11脚(T1IN)、14脚(T1OUT)为第一数据通道。8脚(R2IN)、9脚(R2OUT)、10脚(T2IN)、7脚(T2OUT)为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头;DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。
第三部分是供电。15脚GND、(+5v)。

电源模块
电源模块相对简单,主要由220v交流市电转换为5v直流电压构成。本电路没有采用稳压芯片7805等,节省了成本,但并没有影响电路的稳定性,它为各个芯片提供5v电压,保证每个芯片的正常工作。
主控芯片AT89S52
AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU