電子綜合設(shè)計(jì)與工藝

1、 課程目的建立整機(jī)設(shè)計(jì)思想，了解整機(jī)設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)解決方案，外觀設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì)，抗干擾設(shè)計(jì)等要素。 主要內(nèi)容系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，各類傳感部件，核心處理單元，功率執(zhí)行部件，制板，軟件設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)調(diào)試。一、概述1、電子綜合設(shè)計(jì)與工藝綜合設(shè)計(jì)與工藝的內(nèi)涵 綜合設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì)整機(jī)的設(shè)計(jì)一、概述 整機(jī)的設(shè)計(jì)整機(jī)的設(shè)計(jì)功能、配置、布局、美觀、大小、重量、質(zhì)感、材質(zhì)、色彩及搭配一、概述工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)工藝位置設(shè)計(jì)、裝配工藝設(shè)計(jì)、加工工藝設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)等等。一、概述 顯示板和鍵盤布局一、概述 液晶顯示器選擇，排線和電板位置對(duì)接。一、概述內(nèi)層電路板和屏蔽設(shè)計(jì)一、概述前蓋板設(shè)計(jì)一、概述主電路板設(shè)計(jì)一、概述泰克示

2、波器面板設(shè)計(jì)一、概述一、概述 ECU車用電控單元一、概述二、傳感器及應(yīng)用汽車電控系統(tǒng)汽車電控系統(tǒng)二、傳感器及應(yīng)用二、傳感器及應(yīng)用二、傳感器及應(yīng)用二、傳感器及應(yīng)用壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器 利用壓阻效應(yīng)將壓力信號(hào)變換為電阻變化信號(hào)的傳感器。 利用檢測(cè)電路把壓阻式壓力傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵觯纯杀浑娮酉到y(tǒng)處理。 檢測(cè)電路通常是采用惠斯通電橋構(gòu)成的。二、傳感器及應(yīng)用惠斯通電橋構(gòu)成的恒壓源電阻測(cè)量電路惠斯通電橋構(gòu)成的恒壓源電阻測(cè)量電路結(jié)論：結(jié)論：恒壓源測(cè)量電恒壓源測(cè)量電路輸出電壓與溫度相路輸出電壓與溫度相關(guān)，必須進(jìn)行補(bǔ)償，關(guān)，必須進(jìn)行補(bǔ)償，而恒流源測(cè)量電路無(wú)而恒流源測(cè)量電路無(wú)需溫度補(bǔ)償，

3、因此采需溫度補(bǔ)償，因此采用恒流源激勵(lì)是不錯(cuò)用恒流源激勵(lì)是不錯(cuò)的選擇。的選擇?？梢杂煤懔髟垂╇姡】梢杂煤懔髟垂╇?！二、傳感器及應(yīng)用類型類型1：特征：特征：使用運(yùn)放，高精度使用運(yùn)放，高精度輸出電流：輸出電流：Iout=Vref/RsIout=Vref/Rs類型類型2：特征：特征：使用并聯(lián)穩(wěn)壓器，使用并聯(lián)穩(wěn)壓器，簡(jiǎn)單且高精度簡(jiǎn)單且高精度 輸出電流：輸出電流：Iout=Vref/RsIout=Vref/Rs檢測(cè)電壓：檢測(cè)電壓：根據(jù)根據(jù)Vref不同不同（1.25V或或2.5V）恒流源參考電路恒流源參考電路二、傳感器及應(yīng)用 根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。 霍爾效應(yīng)：如果把通有電流的導(dǎo)體放在垂直于它的磁

4、場(chǎng)中，則在導(dǎo)體的兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生一電勢(shì)差，它與電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與導(dǎo)體厚度成反比?；魻杺鞲衅鞫?、傳感器及應(yīng)用霍爾傳感器的基本應(yīng)用電路霍爾傳感器的基本應(yīng)用電路控制電流（激勵(lì)電流）由電源控制電流（激勵(lì)電流）由電源E E供給，其大小可由調(diào)節(jié)電阻供給，其大小可由調(diào)節(jié)電阻RPRP來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，霍爾片輸出端接負(fù)載實(shí)現(xiàn)，霍爾片輸出端接負(fù)載RjRj，RjRj可以是一般電阻，也可以是可以是一般電阻，也可以是放大器的輸入電阻或指示器的放大器的輸入電阻或指示器的內(nèi)阻。在磁場(chǎng)和控制電流的作內(nèi)阻。在磁場(chǎng)和控制電流的作用下，負(fù)載上就有輸出電壓。用下，負(fù)載上就有輸出電壓。在實(shí)際使用中，輸入信號(hào)可為電在實(shí)際使用中，輸入信號(hào)可為電

5、流流I I或磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁感應(yīng)強(qiáng)度B B，或者兩者同，或者兩者同時(shí)作為輸入，則輸出信號(hào)可正比時(shí)作為輸入，則輸出信號(hào)可正比于于I I或或B B，或兩者之積。，或兩者之積。1 線性霍爾傳感器線性霍爾傳感器1.1. SS49SS49系列系列SS49SS49系列具系列具有的特點(diǎn)：有的特點(diǎn)： 是一種三端器件； 電源電壓范圍為410V，隨電源電壓增加，輸出信號(hào)幅度增大，但線性度卻減?。?在很寬的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線性度； 靜態(tài)工作電流較小，典型值為4mA，適用于便攜式供電的場(chǎng)合； 能有較大的電流輸出能力(10mA連續(xù)，20mA最大)； 尺寸小?；魻杺鞲衅鞲袦y(cè)電流2 開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器開(kāi)

6、關(guān)型霍爾傳感器內(nèi)部電路包括霍爾元件、放大器、穩(wěn)壓電源、滯回比較器及OC輸出管等。開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器的工作特性如圖。當(dāng)外加磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)Bop時(shí)，輸出低電平，而當(dāng)外加磁感應(yīng)強(qiáng)度低于BRE時(shí)，輸出為高電平。即有磁感應(yīng)強(qiáng)度回差：BH=Bop-BRE，從而使開(kāi)關(guān)動(dòng)作更為可靠。12V+GND3Vo穩(wěn)壓電源H0BREBHBOPVOHVO輸出電平磁感應(yīng)強(qiáng)度(mT)B0.4V 由于傳感器輸出為OC型式，故需外接上拉電阻RL其阻值一般取12k。 HSNVcRLVo12312K 0BREBOP磁感應(yīng)強(qiáng)度(mT)B輸出電平霍爾傳感器的典型應(yīng)用霍爾傳感器的典型應(yīng)用測(cè)量轉(zhuǎn)速測(cè)量轉(zhuǎn)速在非磁材料的圓盤邊緣上粘在非磁材料的圓盤

7、邊緣上粘貼一塊磁鋼，將圓盤固定在被貼一塊磁鋼，將圓盤固定在被測(cè)轉(zhuǎn)軸上，開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器測(cè)轉(zhuǎn)軸上，開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近，圓盤每固定在圓盤外緣附近，圓盤每旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器便輸出旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器便輸出一個(gè)脈沖，用頻率計(jì)測(cè)量這些一個(gè)脈沖，用頻率計(jì)測(cè)量這些脈沖，便可知道轉(zhuǎn)速。脈沖，便可知道轉(zhuǎn)速。設(shè)頻率計(jì)的頻率為設(shè)頻率計(jì)的頻率為f f，粘貼的，粘貼的磁鋼數(shù)為磁鋼數(shù)為Z Z，則轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為，則轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為n=60f/Zn=60f/Z（r/minr/min），若），若Z=60Z=60，則則n=fn=f，即轉(zhuǎn)速為頻率計(jì)的示值，即轉(zhuǎn)速為頻率計(jì)的示值。若粘貼若粘貼6 6塊磁鋼，則轉(zhuǎn)速為塊磁鋼，則轉(zhuǎn)

8、速為n=10fn=10f，這樣讀數(shù)與計(jì)算都比較，這樣讀數(shù)與計(jì)算都比較方便。方便。 （1 1）轉(zhuǎn)速測(cè)量原理）轉(zhuǎn)速測(cè)量原理霍爾傳感器的典型應(yīng)用霍爾傳感器的典型應(yīng)用測(cè)量轉(zhuǎn)速測(cè)量轉(zhuǎn)速（2 2）測(cè)量轉(zhuǎn)速電路）測(cè)量轉(zhuǎn)速電路測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置UGN3040UGN3040是集電極開(kāi)路元件，外接是集電極開(kāi)路元件，外接上拉電阻。當(dāng)磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍上拉電阻。當(dāng)磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾爾ICIC的輸出也隨之變化，的輸出也隨之變化，B B點(diǎn)是經(jīng)點(diǎn)是經(jīng)過(guò)三極管反相后的輸出。后續(xù)電路過(guò)三極管反相后的輸出。后續(xù)電路可用計(jì)數(shù)器記錄轉(zhuǎn)速。可用計(jì)數(shù)器記錄轉(zhuǎn)速。 霍爾傳感器在出租車計(jì)價(jià)器中的應(yīng)用霍爾傳感器在出租車計(jì)價(jià)器中的應(yīng)

9、用此電路配合軟件控制能夠有效防止人為給傳感器附加脈沖，加快此電路配合軟件控制能夠有效防止人為給傳感器附加脈沖，加快計(jì)價(jià)器的作弊行為，思考這是如何做到的？計(jì)價(jià)器的作弊行為，思考這是如何做到的？光電傳感器 將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。 按光電元件輸出量性質(zhì)可分為模擬式光電傳感器和脈沖（開(kāi)關(guān)）式光電傳感器兩類。開(kāi)關(guān)式光電傳感器 紅外遙控場(chǎng)合使用的接收器件被設(shè)計(jì)成只對(duì)38KHz調(diào)制的紅外光信號(hào)敏感，如芯片DX2000L38，能消除環(huán)境可見(jiàn)光和紅外光的影響。38KHz調(diào)制光電傳感器調(diào)制光電傳感器模擬式光電傳感器常用光敏器件常用光敏器件光敏電阻器光

10、敏電阻器 一結(jié)構(gòu)與原理 光敏電阻利用光電導(dǎo)效應(yīng)制成。當(dāng)入射光子使電子由價(jià)帶躍升到導(dǎo)帶時(shí)，導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴二者均參與導(dǎo)電，因此電阻顯著減小，稱為光敏電阻。 二光敏電阻有以下優(yōu)點(diǎn) 1.光譜響應(yīng)相當(dāng)寬。 2.所測(cè)的光強(qiáng)范圍寬，即可對(duì)強(qiáng)光響應(yīng)，也可對(duì)弱光響應(yīng)。 3.無(wú)極性之分，使用方便，成本低，壽命長(zhǎng)。 4.靈敏度高，工作電流大，可達(dá)數(shù)毫安。n光敏電阻的符號(hào)和連接電路光敏電阻的符號(hào)和連接電路恒壓偏置電路具有更換光敏電阻時(shí)只要保證光電導(dǎo)靈敏度（恒壓偏置電路具有更換光敏電阻時(shí)只要保證光電導(dǎo)靈敏度（Sg）不變，）不變，輸出電路的電壓靈敏度輸出電路的電壓靈敏度（輸出電壓與照度比值）（輸出電壓與照度比

11、值）不會(huì)因?yàn)楦鼡Q光敏電阻不會(huì)因?yàn)楦鼡Q光敏電阻的阻值而改變，使輸出電壓信號(hào)與光照成穩(wěn)定的線性關(guān)系。的阻值而改變，使輸出電壓信號(hào)與光照成穩(wěn)定的線性關(guān)系。 光敏二極管又稱光電二極管，其原理是利用PN結(jié)施加反向電壓時(shí)，在光線照射下反向電阻由大變小進(jìn)行工作的。光敏二極管使用時(shí)要反向接入電路中，即正極接電源負(fù)極，負(fù)極接電源正極。常用光敏器件常用光敏器件光敏二極管光敏二極管 運(yùn)放A1構(gòu)成光電流/電壓變換器，A2構(gòu)成電壓/電流變換器；該電路可構(gòu)成光控裝置。n光敏二極管的應(yīng)用電路光敏二極管的應(yīng)用電路照度計(jì)照度計(jì)白天，亮度大于一定程度時(shí)，光敏二極管白天，亮度大于一定程度時(shí)，光敏二極管D D呈現(xiàn)低阻狀態(tài)呈現(xiàn)低阻狀態(tài)

12、1K1K，使三極管，使三極管V V截截止，其發(fā)射極無(wú)電流輸出，單向可控硅止，其發(fā)射極無(wú)電流輸出，單向可控硅VSVS因無(wú)觸發(fā)電流而阻斷。燈泡因無(wú)觸發(fā)電流而阻斷。燈泡H H不能發(fā)不能發(fā)光。夜晚，亮度小于一定程度時(shí)，光敏二極管光。夜晚，亮度小于一定程度時(shí)，光敏二極管D D呈現(xiàn)高阻狀態(tài)呈現(xiàn)高阻狀態(tài) 100K100K，使三，使三極管極管V V正向?qū)?，使可控硅正向?qū)ǎ箍煽毓鑆SVS觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡H H發(fā)光。發(fā)光。n光敏二極管的應(yīng)用電路光敏二極管的應(yīng)用電路光控電子開(kāi)關(guān)光控電子開(kāi)關(guān)HINA4007x4MCR100-6VSR11/2W,100KV9014R21/8W,470KDDW1/4W,

13、6.8VIA400VRP4.7KAC220V.常用光敏器件常用光敏器件光敏三極管光敏三極管 光敏三極管受光面通過(guò)電流，使T飽和，74HC4093輸出高電平，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)輸出脈沖序列，測(cè)得脈沖個(gè)數(shù)和圓盤每周孔數(shù)，即可算出旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角。n光敏三極管的應(yīng)用電路光敏三極管的應(yīng)用電路光電測(cè)速裝置光電測(cè)速裝置光電傳感器常用光敏器件常用光敏器件光電耦合器光電耦合器 在光電耦合器輸入端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。 功能：功能：隔離、控制作用隔離、控制作用接口電路接口電路構(gòu)成邏輯

14、電路構(gòu)成邏輯電路n光耦器件應(yīng)用電路舉例光耦器件應(yīng)用電路舉例（1 1）電子無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入接口電路）電子無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入接口電路n光耦器件應(yīng)用電路舉例光耦器件應(yīng)用電路舉例（2 2）直流繼電器接口電路）直流繼電器接口電路n光耦器件應(yīng)用電路舉例光耦器件應(yīng)用電路舉例（3 3）交流接觸器接口電路）交流接觸器接口電路n光耦器件應(yīng)用電路舉例光耦器件應(yīng)用電路舉例（4 4）交流電源過(guò)零檢測(cè)器）交流電源過(guò)零檢測(cè)器光電傳感器補(bǔ)充：熱釋電人體紅外傳感器補(bǔ)充：熱釋電人體紅外傳感器基本原理：基本原理：利用人體發(fā)出的紅外線進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生電信號(hào)輸出。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過(guò)菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。采用

15、熱釋電元件制成的紅外感應(yīng)源在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)輸出0.110Hz，1mV左右的微弱信號(hào)，呈脈沖形式。n熱釋電人體紅外傳感器應(yīng)用電路報(bào)警電路約約1.23.8V三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）超聲測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、聲波的頻率界限、聲波的頻率界限101102103104105106107f/Hz聲波次聲波音樂(lè)語(yǔ)言探測(cè)超聲波微波0.25106201062、人和部分動(dòng)物發(fā)聲頻率和聽(tīng)覺(jué)頻率界限、人和部分動(dòng)物發(fā)聲頻率和聽(tīng)覺(jué)頻率界限3、超聲波的特點(diǎn)和應(yīng)用、超聲波的特點(diǎn)和應(yīng)用（1 1）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：（2 2）、應(yīng)用：）、應(yīng)用： 超聲波在海水中的傳播速度超聲波在海水中的傳播速度v v為為1500m/s1500m/s

16、，從海面發(fā)出超聲，從海面發(fā)出超聲到接受到回聲的時(shí)間到接受到回聲的時(shí)間t t為為4s4s，海深則為海深則為1500m/s1500m/s4s4s1/2=3000m1/2=3000m2 2）利用超聲波）利用超聲波穿透能力強(qiáng)穿透能力強(qiáng)對(duì)金屬探傷儀對(duì)金屬探傷儀 超聲波可穿透金屬、陶瓷等堅(jiān)硬材料。材料內(nèi)部缺超聲波可穿透金屬、陶瓷等堅(jiān)硬材料。材料內(nèi)部缺陷對(duì)超聲波的傳播產(chǎn)生一定的影響，通過(guò)對(duì)超聲波陷對(duì)超聲波的傳播產(chǎn)生一定的影響，通過(guò)對(duì)超聲波受影響程度和狀況的探測(cè)可以獲取材料缺陷的位置受影響程度和狀況的探測(cè)可以獲取材料缺陷的位置和程度。和程度。 缺陷的位置（直聲束）S：聲程C：聲速（材料的特性，鋼縱波5900m

17、/s、瓷的縱波聲速53006900m/s）t: 時(shí)間（聲時(shí)），從儀器的計(jì)時(shí)電路獲取缺陷的檢測(cè)探頭：發(fā)射/接收超聲波缺陷波：缺陷反射回波缺陷：有無(wú)、大小、位置缺陷的位置（斜聲束）C：聲速 （需要知道波型：橫波、縱波、表面波等） 鋼：縱波5900m/s 橫波3230m/s 醫(yī)院利用醫(yī)院利用B B型超聲波診斷儀型超聲波診斷儀做胃部、做胃部、腹部檢查，還可以觀察胎兒的發(fā)育情腹部檢查，還可以觀察胎兒的發(fā)育情況。況。4）超聲波碎石）超聲波碎石聲能易于聲能易于集中集中 利用超聲波的巨大能量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎利用超聲波的巨大能量還可以把人體內(nèi)的結(jié)石擊碎4 4、倒車?yán)走_(dá)（超聲波測(cè)距）系統(tǒng)設(shè)計(jì)、倒車?yán)走_(dá)（超

18、聲波測(cè)距）系統(tǒng)設(shè)計(jì) （1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（2）測(cè)距機(jī)理 在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。（超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2） 由于超聲波也是一種聲波，其傳播速度C與溫度有關(guān)，在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的，其與環(huán)境溫度T()的關(guān)系式如下： 選發(fā)射頻率為40KHz,則發(fā)送接收過(guò)程為TC61. 014.333（3）硬件設(shè)計(jì) 1）超聲發(fā)射電路設(shè)計(jì) 由單片機(jī)產(chǎn)生的40kHz的方波，通過(guò)放大，驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器發(fā)射超聲波

19、。12U3A406934U3B406956U3C406998U3D40691312U3F40691110U3E4069C00.01ufC110.01ufTP1.0超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路 方案一方案一 由單片機(jī)產(chǎn)生 40KHz的方波，并通過(guò)單片機(jī)的P1.0口接到 CD4069非門構(gòu)成40KHz頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，超聲波傳感器產(chǎn)生諧振。 運(yùn)放U6B構(gòu)成同相放大電路，對(duì)P1.0口輸出的TTL電平進(jìn)行放大。當(dāng)P1.0輸出1時(shí)，運(yùn)放U6A的輸出電壓 VA=+15V;P1.0=0時(shí)， VA=-15V 。所以在超聲傳感器兩端得到兩個(gè)極性完全相反的對(duì)稱波形其兩端的電壓可達(dá)到30V，提高了超聲波發(fā)送距離。

20、超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路 方案二方案二 超聲波接收頭接收到超聲波后，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，此時(shí)的信號(hào)比較弱，必需經(jīng)過(guò)放大、濾波和整形。2 2）超聲波接收電路設(shè)計(jì)）超聲波接收電路設(shè)計(jì)超聲波接收電路超聲波接收電路 方案一方案一 A）采用3級(jí)放大，放大倍數(shù)可達(dá)2000-5000，放大倍數(shù)夠。 B）由于沒(méi)有帶通濾波，放大倍數(shù)又高，對(duì)噪聲非常敏感，抗干擾能力差。 C）整形電路比較器和穩(wěn)壓管簡(jiǎn)單易行。 D)放大倍數(shù)固定，強(qiáng)弱信號(hào)難以兼顧。超聲波接收電路方案一評(píng)價(jià)：超聲波接收電路方案一評(píng)價(jià)：超聲波接收電路超聲波接收電路 方案二方案二 超聲波接收電路使用了集成電路cx20106A。該芯片是用于紅外遙控系統(tǒng)中作接收

21、用的雙極型集成電路. Cx20106A可用來(lái)完成信號(hào)的放大、限幅、帶通濾放大、限幅、帶通濾波、峰值檢波和波形整形波、峰值檢波和波形整形等功能 Cx20106A前置放大器具有自動(dòng)增益控制功能，可以保證在超聲波傳感器接收較遠(yuǎn)反射信號(hào)輸出微弱電壓時(shí)，放大器有較高的增益，在近距離輸入信號(hào)強(qiáng)時(shí)放大器不會(huì)過(guò)載; 帶通濾波器中心頻率可由芯片腳5的外接電阻調(diào)節(jié)，不需要外接電感，可避免外磁場(chǎng)對(duì)電路的干擾，可靠性較高； 接收電路集成度高，抗干擾能力強(qiáng)、體積小、可靠性高。 超聲波接收電路方案二評(píng)價(jià)：超聲波接收電路方案二評(píng)價(jià)：3 3）顯示電路設(shè)計(jì)）顯示電路設(shè)計(jì) 倒車?yán)走_(dá)一般采用兩位數(shù)字顯示預(yù)報(bào)車尾和障礙物的距離。 P

22、2口8位輸出通過(guò)4511譯碼，靜態(tài)顯示。4 4）溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)）溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)內(nèi)部電源探測(cè)位和單線端口位產(chǎn)生器暫存器下限觸發(fā)上限觸發(fā)溫度傳感器存儲(chǔ)器和控制邏輯 DS18B20DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)介紹內(nèi)部結(jié)構(gòu)介紹 48位產(chǎn)品序列號(hào)8位產(chǎn)品序號(hào)8位CRC編碼檢驗(yàn)a）64位光刻ROM b) 非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器(上限溫度TH和下限溫度TL)?？赏ㄟ^(guò)軟件程序?qū)懭朐O(shè)定用戶所要求的報(bào)警上下限溫度值。 c) 高速暫存器，可以設(shè)置DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的精度。 d）內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的E2PRAM。 DS18B20高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為9字節(jié)的存儲(chǔ)器 序號(hào)寄存器

23、名稱作用0溫度低字節(jié)以16位補(bǔ)碼形式存放 1溫度高字節(jié)6 2TH/用戶字節(jié)1 存放溫度上限值 3HL/用戶字節(jié)2 存放溫度下限值 4、5保留字節(jié)1、2 6計(jì)數(shù)器余值 7計(jì)數(shù)器 8CRC值DS18B20DS18B20溫度轉(zhuǎn)換分辨率及時(shí)間表溫度轉(zhuǎn)換分辨率及時(shí)間表R1R0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間/ms00993.750110187.510113751112750一部分溫度對(duì)應(yīng)值表一部分溫度對(duì)應(yīng)值表溫度/數(shù)字輸出（二進(jìn)制）數(shù)字輸出（十六進(jìn)制）+1250000 0000 1111 101000FAH+250000 0000 0011 00100032H+0.50000 0000 0000 000100

24、01H00000 0000 0000 00000000H-0.51111 1111 1111 1111FFFFH-251111 1111 1100 1110FFCEH-551111 1111 1001 0010FF92H5 5）晶振電路和復(fù)位電路設(shè)）晶振電路和復(fù)位電路設(shè)計(jì)計(jì)（4）軟件設(shè)計(jì) 定時(shí)器T0作為超聲波發(fā)射-接收時(shí)間測(cè)量； 定時(shí)器T1作為40KHz信號(hào)發(fā)生。5、基于單片機(jī)的電感測(cè)微儀設(shè)計(jì) 5.1 技術(shù)指標(biāo)和主要功能 該設(shè)計(jì)采用電感傳感器作為敏感元件，用于對(duì)工件加工精度的測(cè)量。測(cè)量結(jié)果用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)果有LCD顯示器給出。 儀器測(cè)量范圍：0.2mm 儀器分辨率： 0.0001mm

25、測(cè)量誤差：0.0004mm 儀器主要功能正峰值測(cè)量，負(fù)峰值測(cè)量，峰-峰值測(cè)量，跟蹤測(cè)量。5.2 電感傳感器外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)5.3 電感傳感器工件測(cè)量5.4 電路原理結(jié)構(gòu)5.5 硬件電路設(shè)計(jì)（1）傳感器電路傳感器要求正弦波激勵(lì)頻率為10KHz左右。 傳感器輸出采用電橋形式，Z1和Z2是L-R電路，也可以是純電阻。222ZZZZUUZZZUUIZU由于是雙臂工作形式當(dāng)銜鐵下移時(shí)，Z1=Z-Z，Z2=Z+Z，則有： ZZUU2.0.同理，當(dāng)銜鐵上移時(shí)，則有： ZZUU2.0.（2）正弦波發(fā)生電路設(shè)計(jì)1)RC串并聯(lián)選頻電路 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò))j/1 (111CRZ2222

26、22j1 )j/1/(CRRCRZ 方案一、RC正弦波振蕩電路)j1/(+)Cj/1 ()j1/(22211222212CRRRCRRZZZofVVF1)122C1RCR1j()1 (2121CRCR=0諧振頻率為: f0=212121CCRRRC10當(dāng)R1 = R2，C1 = C2時(shí)，諧振角頻率和諧振頻率分別為:RCf210幅頻特性:相頻特性:F20022122121221)(31)1()1 (1CRCRCCRR3arctg11arctg0012211221FCCRRCRCR當(dāng)當(dāng)時(shí)的反饋系數(shù)：時(shí)的反饋系數(shù)：且與且與頻率頻率的大小無(wú)關(guān)。此時(shí)的相角的大小無(wú)關(guān)。此時(shí)的相角 F=0 。3/1|max

27、F0 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線3arctg00FoF090時(shí)，當(dāng)oF090時(shí)，當(dāng)2）RC正弦波振蕩電路設(shè)計(jì)RCf210由諧振頻率表達(dá)式f0取10KHz，先C取0.01uf，可得R=1.6k。R和C數(shù)值大小均比較合適。 b）頻率穩(wěn)定度問(wèn)題 頻率的穩(wěn)定度取決于RC，所以電子用精密電阻，電容用聚酯乙稀，聚苯乙稀等材料電容。 幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題a）選頻網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇 c）輸出電壓幅值穩(wěn)定度問(wèn)題 由于要穩(wěn)定輸出電壓，必須采用電壓負(fù)反饋。本設(shè)計(jì)采用有源反饋，靈敏度高，效果好。 RC振蕩器和傳感器連接1）LC選頻電路 有損耗的諧振電路0100CLLCf210并聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)CRRLQ00/1/)/1(/1

28、/)(CLjRCLCjLjRZ等效阻抗等效阻抗諧振頻率諧振頻率： 方案二、LC正弦波振蕩電路 從諧振曲線可見(jiàn)，Q值越大，曲線越陡，峰值越大，相角變化越快，選擇性越好，頻率穩(wěn)定度越高。并聯(lián)諧振電路的諧振阻抗為CLQCQLQRCLZ000諧振時(shí)諧振時(shí)LC并聯(lián)諧振電路并聯(lián)諧振電路相當(dāng)一個(gè)電阻。相當(dāng)一個(gè)電阻。CRRLQ00/1/2）LC正弦波振蕩電路設(shè)計(jì)電感線圈電感線圈L1、L2構(gòu)成電感三個(gè)點(diǎn)與電容構(gòu)成電感三個(gè)點(diǎn)與電容C構(gòu)成選頻構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)磁芯耦合，負(fù)邊網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)磁芯耦合，負(fù)邊L3輸出正弦信號(hào)。輸出正弦信號(hào)。CMLLf)2(21210諧振頻率：諧振頻率： 鐵心選擇導(dǎo)磁率高，磁損耗小的材料；導(dǎo)線盡

29、可能粗一些，減少導(dǎo)線電阻，提高Q值。 電容用聚酯乙稀，聚苯乙稀等材料電容。 LC振蕩器和傳感器連接 (a)串聯(lián)型串聯(lián)型 f f0 0 =f fs s （b）并聯(lián)型）并聯(lián)型 f fs s f f0 0f fp p 石英晶體振蕩電路石英晶體振蕩電路1） 石英晶體LC振蕩電路 利用石英晶體的高品質(zhì)因數(shù)的特點(diǎn)，利用石英晶體的高品質(zhì)因數(shù)的特點(diǎn)，構(gòu)成構(gòu)成LC振蕩電路，如圖所示。振蕩電路，如圖所示。石英晶體的電抗曲線石英晶體的電抗曲線 方案三、石英晶體正弦波振蕩電路石英晶體正弦波振蕩電路與傳感器連接（3）交流放大電路設(shè)計(jì)交流放大電路采用數(shù)據(jù)放大器，R1可調(diào)整放大倍數(shù). 采用數(shù)據(jù)放大器的好處是輸入適合電橋輸出電路，抗共模信號(hào)能力強(qiáng)，放大倍數(shù)調(diào)節(jié)方便。傳感器與交流放大電路連接（4）相敏檢波電路設(shè)計(jì) 相敏檢波電路的功能是能檢出傳感器磁芯偏離中心點(diǎn)位置和大小。 電路原理：設(shè)傳感器磁芯下移使vi1和vi2同相，vi2通過(guò)比較器使vo1輸出同相位方波。 vi2正半周，T導(dǎo)通，vo2=0，使vo3輸出倒相；vi2負(fù)半周，T截止，vo3輸出同相位半波。 103 100310202ivvivvvvvi 設(shè)傳感器磁芯上移使vi1和vi2反相。 當(dāng)vi1為負(fù)半周，vi2正半周使T導(dǎo)通，vo2=0，vo3=-vi1； vi1正半周則vi2為負(fù)半周T截止，vo3=