dsPIC30F单片机红外测距系统设计+电路图+源程序(3)
第四章介绍了系统的调试与结果统计，介绍了硬件调试与软件调试，并且分析了系统的测距结果与误差。
结论对本论文工作进行了总结，对实践中的不足进行了说明，并对本课题的实际运用做出了展望。
2 系统硬件的设计与实现
系统中的实际设备都称为硬件，硬件系统是由许多小的硬件部件组合而成，每个部件都具有特定的功能，如蓝牙用来发射蓝牙信号、显示屏用来显示结果等。通过各个器件的合理布局，正确连线就可以让各个器件协调工作，共同构成完整的硬件体系。硬件是为了搭建软件运行所必须的平台而设计的，它必须能够实现软件所要求的各项功能。
2.1 硬件设计流程
本课题的硬件设计分为以下5个步骤：（1）、要根据本系统的设计要求完成硬件结构框架的搭建；（2）、需要对预期实现的系统功能进行需求分析，并选定各个模块所需要的芯片；（3）、通过创建硬件电路图对各个芯片的实际连线以及芯片之间的连接进行设计，以确保各个芯片都能正常工作且芯片之间能够正常通信；（4）、完成PCB板的制作，焊上各个元器件组成最终的硬件电路板；（5）、对硬件板进行功能测试，通过编写最简单的程序来分别驱动硬件板不同部分，并对出现的问题加以分析和解决。
2.2 系统硬件结构框架
要设计一个系统，首先要搭建出一个最小系统结构。本课题设计的硬件系统的核心是dsPIC30F单片机，它通过发送命令控制着其他所有的模块的工作状态，并且可以接收传感器芯片采集的数据，还能将需要输出的数据送到显示装置进行显示，因此在设计时需要保证dsPIC30F单片机能够与需要进行数据传输的器件正常通信。
除去dsPIC30F单片机，其他的器件都称为外围器件，其中有一些设备可以向dsPIC30F单片机发送数据，称为输入设备，如红外测距传感器，它们完成dsPIC30F单片机所需要数据的输入；与输入设备相反，有些器件是通过接收dsPIC30F传输过来的数据进行工作的，称为输出设备，它们接收不同的数据可以对应不同的工作状态，如液晶显示屏。
此外还有一些其他辅助设备，如电源芯片，它用来给其他芯片提供稳定的工作电压，而在线仿真口则是编程调试，下载软件必不可少的部分。最终设计的硬件结构如图2.1所示。
图2.1 系统硬件结构图
2.3 需求分析及芯片选型
为了实现上一节所设计的硬件系统结构，并完成整体系统设计所要求的语音播报、液晶屏显示、蓝牙等功能，我们需要许多相关芯片的支持，其中包括一个能够烧写C语言的主芯片、一个液晶显示芯片、一个红外测距传感器、一个蓝牙发射芯片和一个语音播报芯片。此外，要使硬件板能够正常工作，就需要电源处理芯片的支持，而要使用串口进行通信，就需要电平转化芯片。下面详细介绍各个芯片的选型及功能。
2.3.1 主芯片dsPIC30F6010A
由美国Microchip公司推出的dsPIC30F系列单片机是一种集16位单片机控制特点和DSP功能于一身的新型芯片。Microchip公司的PIC系列单片机以其内置Flash以及精简指令集等技术特点成为中低档8位单片机的主流产品，但是在一些复杂系统应用中，它仍存在一些缺陷和不足。为此，Microchip公司新推出了dsPIC30F系列16位单片机。它是一种具有单片机和DSP综合功能的16位CPU，不仅保留了单片机的基本性能、丰富了外围模块，同时还具有DSP的高速运算能力，是嵌入式系统设计的最佳解决方案之一。由于集多种功能于同一芯片，大大的节省了电路板的空间。目前开发的dsPIC30F产品主要分为通用系列、电机控制和电源变换系列、传感器系列等[3]。在本课题中选择了dsPIC30F单片机作为主控制芯片。首先考虑到的是dsPIC30F系列中典型的一款dsPIC30F6010A，dsPIC30F6010A具有丰富的外围模块、I/O接口、可支持多种电机控制等特点，在许多应用中甚至优于32位控制器。因为它字长为16位，相对来说编程较为方便。
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