系统框图如图2。1所示： 

图2。1系统框图

系统中各个功能性的模块设计电路电路原理如图2。2所示：

图2。2 模块设计电路图

整个系统的总体设计电路如图2。3所示：

图2。3 总设计电路图

当我们画好系统的原理图，做好元件封装之后，导入生成PCB文件，调整好元件的摆放位置，采用自动布线和手动调整结合的布线方法之后，制成系统的PCB文件如图2。4所示：

图2。4系统PCB图

2。2 Altium Designer

Altium Designer简称AD，是Altium公司推出的一个产品。它适用于产品开发，主要运行在Windows操作系统。它功能非常强大，它可以画原理图、PCB图，支持电路仿真，线路自动布线，元件自动布局，并且可以对限号的完整性进行分析。这些功能在提高工程师效率的同时还提高工作的质量，是一款非常好的软件。本次设计的原理图、PCB图都是用这款软件画的。

3  硬件实现及单元电路设计论文网

 一个系统功能的实现，离不开各个部分的配合。任何一个模块出现问题，整个系统都不可能运行良好，必将瓦解。

3。1  主控制模块

 图3。1最小系统电路原理图

最小系统的组成部分很简单，就包括一个复位、时钟电路、一个单片机、电源和下载接口[5-6][10]。这样就可以确保单片机的正常工作了。我们通过下载接口与单片机通信，烧录不同的程序，实现不同的控制效果。由于在复位电路中涉及到按键，所以就不得不提到机械按键的抖动问题，这就要求我们在编写程序时要考虑延时以去除由于机械抖动带来的诸多问题。

3。2  电源电路设计

我们采用的是最普通的51系列单片机，其供电电压是5V。因此我们的选择性还是比较多的。比如我们可以采用开关电源供电，选择其5V档就可以。我们可以选择USB供电，这种方式非常方便，省去很多麻烦。总所周知，我们的电脑通过USB接出来的电压就是5V，那么我们就可以只通过一条USB接口为本系统供电，而无需去购买开关电源。除此之外，也可以通过串联3节1。5V的干电池为单片机供电，这种方式只能提供4。5V的电压。51系列的单片机的工作电压范围一般在4。5-5。5V之间，这种方式也可以让单片机正常工作且它有个非常大的有点就是移动性非常好，它可以到处移动，几乎不受限制，相比于其他两种具有较大优势，但缺点就是随着干电池电量的消耗，供电电压可能会低于单片机的正常工作电压，导致MCU出现异常的情况。USB供电方式和干电池供电方式相互切换比较方便，只需要稍微改动即可。

本次设计，选用USB供电方式。

3。3  超声波传感器模块

3。3。1超声波模块实物图

超声波模块我们是直接用的集成模块。它有四个引脚，名称依次为Vcc、Trig、Echo、GND。每个引脚的功能都不相同，其中Vcc引脚是为超声波传感器提供5V工作电压、GND接地，以便电路形成回路。Trig和Echo分别是触发输入、回响输出，实现超声波传感器与单片机的通信，完成数据的处理。

实物图3。2所示：

图3。2 超声波传感器实物图

3。3。2 HC-SR04电气参数

HC-SR04型超声波传感器的电气参数如表3。1所示:

表3。1 HC-SR04电气参数

工作电压 5V

工作电流 15mA

测量角度 15°

探测距离 2cm-400cm

高精度