基于超声波定位系统的设计

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图4.2Proteus仿真

用Proteus绘制好电路图后导入程序文件（用Keil编译过后的HEX文件），然后就可以执行仿真，我们在仿真的时候P2.6检测到高电平即为返回信号获得，由于在软件中没有CX20106模型，所以P2.6悬空，则程序开始就认为返回信号获得了，所以显示了一个最小测量值111mm，而温度为18°C，通过调节DS18B20模型的温度可以测试显示温度是否正确，从图中可以看出显示的温度就是DS18B20的预设温度值。下面我们在来看看P2.5口是否有发射信号的产生。由于是频率比较高的信号（40KHz），所以不能通过二极管来观察到，所以在仿真的时候P2.5一直显示的是低电平状态，这时必须用示波器来查看，如图：

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图4.3波形

从上图看出，P2.5口输出了信号，由于软件是间隔60MS发送一次40KHz的信号，所以可以看到这样的尖脉冲信号产生。软件仿真说明我们的软件设计还是比较成功的。

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第五章 PCB板的设计

5.1元件选择

软件和硬件设计完成后就可以开始制作样机，首先是元件的选择，通过找资料和比较，本设计采用Atmel公司的AT89S52单片机，液晶显示采用YB1602A；超声波发送采用TI公司的74F04,接收采用索尼公司的红外接收芯片CX20106，超声波发射接收头采用40T，40R。电源采用LM7805稳压。温度传感器采用DALLS公司的DS18B20.元件

5.2Altium Designer原理图的绘制

Altium Desinger6是Protel的最新高端版本，和Proteus差不多，其功能强大，集成原理图设计，PCB设计，信号完整性分析，SPICE仿真，FPGA设计等。Altium dedsigner6操作更加容易，功能更加完善。我们采用它来做我们的原理图和PCB设计。首先绘制原理图。

5.3元件封装的建立

在绘制完成原理图后接下来就是确定元件的封装。元件的封装必须按照元件实务来确

定其大小，比如焊盘大小、外轮廓的大小等，绘制封装过程中注意焊盘必须

设置成多层上，元件的外轮廓绘制在Top OverLay,通常第一焊盘设置成方形。建立之后必须和原理图元件关联起来。一些典型的元件封装如下图5.1所示：

图5.1典型元件封装

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5.4PCB的电磁兼容设计

电磁兼容是指系统能在规定的电磁环境中正常工作而且不对该环境中其他设备产生过量的电磁干扰。为了提高系统的电磁兼容能力，必须从设计初始开始就对电磁兼容给予足够的重视，电磁兼容可以从3个要素考虑.即电磁干扰源、电磁干扰可能的传播途径、极易接收电磁干扰的敏感器件很电路入手。在PCB设计中基本的原则如下：

5．4.1抑制干扰源

继电器线圈加续流二极管，消除断开线圈时的反电动势干扰；大电流机械开关处并接火花抑制电路（一般为RC串联电路，R一般选择几千欧到几十千欧，电容选择0.01uF）；给电机加滤波电路，电容电感引线要尽量短；

电路板上每个IC并接一个0.01~0.1?F的高频电容，减小IC对电源的影响。高频电容布线尽量靠近电源并且粗短；避免布线时走90°折线，尽量使用弧线或者45°折现布线，以减少高频噪声的辐射。 5.4.2切断干扰传播途径

设计时充分考虑电源对单片机的影响。需要给单片机电源加滤波电容和稳压器，减小电源噪声对单片机的影响；如果单片机I/O口控制电机等噪声设备，在I/O口与噪声源处必须加隔离；晶振布线要尽量靠近单片机引脚，用地线把时钟区隔离起来、晶振外壳接地并固定；电路板合理分区，划分强弱信号，数字模拟信号分开布线，敏感元件远离干扰源；单片机I/O口、电源线、电路板线等关键地方使用抗干扰元件，如磁珠、磁环、电源滤波器、屏蔽罩等。 5.4.3提高敏感器件抗干扰性能

布线尽量减少回路环的面积，降低感应噪声；布线时，电源线和地线要尽量粗，

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