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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；电子在线ISP编程器v2.0（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） 1.查阅相关资料，结合实验提供的资料，确定电路。 2.在面包板上焊接电源模块，为各种芯片供电。 3.在面包板上焊单片机的最小系统，并测试复位键按下是否会产生高电平。 4.在面包板上焊接烧写程序模块，焊好后检查并调试电路，直至可行。 5.在面包板上焊数码管显示模块，焊好后检查电路，通过写入闪灯程序检查电路是否正确。 6.在面包板上焊超声波发送接收模块，调试电路。通过写入程序检测其是否正常工作。 7.调试程序，直到整个系统正常运行，并显示正确数据。 8.查看元件的封装或直接测量。 9.制PCB板，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，单片机P3.0端口输出的40KHz方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，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，内部结构图如图2.1。 图2.1 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： 图2.2 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、16脚VCC（+5v）。模块 主控芯片AT89S52 AT89S5