第三章 系统主要硬件的设计
本设计单片机采用Atmel公司的AT89S52，而超声波发射和接收电路有多种，下面将超声波的发射和接收电路挪列出差进行比较；
3.1方案论证与比较
3.1.1超声波发射电路
（1）分立元件构成的发射电路；
图3.1分立元件构成的发射电路
图3.1是由两只普通低频小功率三极管C9013构成的振荡、驱动电路，三极管T1、T2构成两级放大器，但是由于超声波发射头的正反馈作用，这个原本是放大器的电路变成了振荡器。超声波发射器的压电晶片可等效于一个串联LC谐振电路，具有选频作用，因此该振荡器只能振荡在超声波发射头的固有谐振频率
f0。第二个图中用电感L替代R3这样可以增大激励电压，使其具有较大的功率输出。
（2）由集成电路构成的发射电路
图3.2是由555集成芯片构成的振荡、调制、激励电路。该电路应使用双极型555（内部电路由普通三极管构成），不宜使用单极型7555（内部电路由CMOS电路构成，外部引脚与555相同），其原因是7555带负载能力小。
图3.2由555构成的超声波发射电路
图3.3是由非门构成的一个振荡器发送电路，用非门构成的电路简单，调试容易。很容易通过软件控制。图中把两个非门的输出接到一起的目的是为了提高其吸入电流，电路驱动能力提高。
图3.3非门构成的发送电路
3.1．2超声波接收电路 由分立元件构成的接收电路；
图3.4为由三极管T1,T2和若干电阻电容组成的两级阻容耦合交流放大电路。第一级中R3为集电极负载电阻；R2为偏流电阻，同时引入了交直流并联电压负反馈，可以较有效的稳定静态工作点，改善非线性失真以及增益的稳定性；
R4是发射极负反馈电阻，引入直、交流串联电流负反馈，具有稳定工作点、增益、改善失真、提高输入阻抗等作用。
图3.4分立元件构成的超声波接收电路
（1）由运算放大器构成的接收电路
图3.5是由运放构成的超声波放大电路，该电路的形式在其他应用中经常遇到，特点如下：
1）一般式用运放组成的放大电路都要求对称的正负电源供电，这里以单电源供电，输出端的静态电位必须设置在1/2的电源电压，这由同相输入端的点位来确定，R1和R2分压取得1/2的电源电压加到运放的同相输入端，使其电位1/2电源电压。
2）采用同相端输入方式其输入阻抗高，超声波接收传感器的输出信号接到放大器的同相端，有利于超声波传感器充分发挥接收灵敏度和自生的选频作用。
3）反相端对地不提供直流通路，因此通过隔直电容C2提供直流通路。
图3.5运放构成的超声波接收电路
（2）LM1812收发集成电路构成
LM1812是一种专用于超声波接收和发送的集成电路，它即可做发送电路，又可以做接收电路使用。如下图3.6所示：
图3.6由LM1812构成的接收电路
（3）CX20106构成的接收电路如下图3.7所示：
图3.7CX20106构成的接收电路
以上为常用的发射和接收电路，分立元件构成的收发电路容易受到外界的干扰，体积、功耗也比较大。而集成电路构成的发射和接收电路具有调试简单，可
靠性好，抗干扰能力强，体积小，功耗低的优点，所以首先考虑采用集成电路来组成收发电路。
在由集成电路构成的收发电路中，发射电路我们选用由非门构成，接收电路采用由红外接收检波芯片CX20106构成，主要是考虑到系统的调试简单、成本低、可靠性好。
3.2单片机主机系统电路
本次我们采用了Atmel公司的AT89S52,该单片机主要特点如下： (1)AT89S52系列单片机以8051为内核，兼容MCS-51系列单片机。
(2)AT89S52系列单片机内、内部含有Flash存储器，在系统开发可以反复擦写。 (3)AT89S52采用静态时钟方式，可以节省电能。
(4)AT89S52支持ISP（在线编程），不需要把单片机从电路板取下来就可以擦写程序。
(5)AT89S52晶振频率高达24M，运行速度更快。
(6)AT89S52价格也比较便宜 ,增加了看门狗电路，防止程序“走飞”，更加安全可靠。