超声多普勒测速仪设计报告

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1、超声多普勒测速仪设计与测试报告天津大学2016年1月22目录一题目要求……………………………………3二总体设计方案…………………………………4（一）电路设计框图…………………………………4（二）总体电路实物图……………………………………4（三）总体电路图………………………………………4三单元电路设计…………………………………5（一）超声驱动电路………………………………………5（二）回波电路…………………………………………7（三）乘法器电路………………………………………8（四）差频信号整形电路…………………………………9（

2、五）单片机显示程序……………………………………12四性能指标测试……………………………………19五总结与感想………………………………………2122一题目要求（一）测速范围：0——5M/s；（二）测量精度：±5%；（三）采用全模拟电路实现；（四）允许和鼓励使用单片机；22二总体设计方案驱动电路回波电路乘法器电路低通滤波比较器单片机鉴频测速CD4046产生方波车轮（一）电路设计框图（二）总体电路实物图（三）总体电路图（芯片双电源5V供电，比较器单电源5V供电）22三单元电路设计（一）超声驱动电路1方波产生电路使用锁相器CD4

3、046产生40KHz方波，驱动超声发射探头产生方波如下接入超声发射探头后222滤波电路将输出方波滤成正弦波输入到乘法器中滤波后波形22（二）回波电路1带通滤波电路2放大电路放大后波形223滤波电路将输出方波滤成正弦波输入到乘法器中波形如下（三）乘法器电路22产生差频与和频信号，波形如下（四）差频信号整形电路221放大电路与低通滤波电路滤去多普勒和频信号如下222跟随器与高通滤波差频信号输出发现直流偏置过大，所以加一个高通滤波滤出直流，但发现有前级影响，高通无法工作，所以再加入一个跟随器，隔离前级阻抗，滤出直流成分，输入比

4、较器，才可正常工作。3迟滞比较器计算门限电压600mA左右，输出要能输入到单片机中，芯片单电源5V供电方满足要求。现象如下22（五）单片机显示程序代码如下/********************************************************************************描述:*P3.5口方波输入脚*#defineTRANSFORM_FRE_TO_VELOCITY2.31//频率转换为速度的系数******************************************

5、***************************************/#include//51寄存器文件#include#include22#include<1602.h>#defineucharunsignedchar#defineulongunsignedlong#defineuintunsignedint#defineTRANSFORM_FRE_TO_VELOCITY2.31//频率转换为速度的系数速度=频率/TRANSFORM_FRE_TO_VEL

6、OCITYuchardataled[4]={0,0,0,0,};//存放速度的个、十、百位uchardataFre[4]={0,0,0,0,};//存放频率的个、十、百、千位ucharcount;//定时器实现50ms*count=1sulongl,m,v;//l表示频率v表示速度m计数器越过65536的次数BYTEcodedis1[]={"FrequencySpeed"};//液晶屏初始化的一些显示BYTEcodedis2[]={".KM/H"};BYTEcodedis3[]={"HZ"};voidtime_0()in

7、terrupt1using1//50ms定时器20*50ms=1s22{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count++;if(count==20){TR1=0;TR0=0;count=0;}}voidjishu_1()interrupt3using2//计数器1s中上升沿的个数=频率{m++;TH1=0;TL1=0;}voidxianshi()//实时更新液晶屏{uchark;for(k=0;k<3;k++)22{if(k>=1)//写速度lcd_pos(0x4B-

8、k-1);//移动越过小数点elselcd_pos(0x4B-k);//0x40表示第二行A表示第10位第二行第10位写lcd_wdat(led[k]+0X30);}for(k=0;k<4;k++){lcd_pos(0x43-k);//写频率lcd_wdat(Fre[k]+0X30);}}voidxianshi2(v