超声波测距模块项目报告

在学习了《EDA技术》课程后，充分利用EDA重点实验室的科研平台，更好地理论联系实际，培养工科学生的动手能力，尽早成为应用型人才，申报了此项目。
2、目的和意义
（1）适应飞速发展的IT行业
当前，在微电子及其应用领域正在发生一场前所未有的变革，这场变革是由片上系统（SoC）技术研究应用和发展引起的。从技术层面看，SoC技术是超大规模集成电路发展的必然趋势和主流，它以超深亚微米VDSM（Very Deep Submicron）工艺和知识产权IP核复用技术为支撑。
随着SoC应用的不断普及，市场需要更加广泛的SoC设计。SoC提供商不仅必须拓展系统内部设计能力，而且要直接开发和交付SoC设计套件和方法给客户。因此，SoC设计逐渐向可编程SoC方向发展。
（2）提高学生专业素质
我校学生定位在培养应用型人才，所以锻炼、培养他们的实际动手能力是培养应用型人才不可缺少的一个环节。除了毕业设计之外，现有教学计划中学生能力和水平的评估主要根据某一门课程本身的要求、而不是对学生专业素质和综合运用专业知识能力的全面考察，虽然我们增加了综合性和设计性实践比例，但由于作为课程教学的一部分，现有的实践环节与实际往往脱离、即便是从实际项目中来，也通常是一个项目下的某一枝节。而且由于课时限制，学生的设计更多的是模仿型的设计过程。因此，我们项目以纯粹真实的设计性实验作为课题，使学生清楚了解项目制作的流程和特点。通过本项目的实施，可以做到以下几点：
1、让学生初步接触SoC技术，并利用SoC技术进行一些简单的开发。如利用SoC芯片做一个小系统，消除对这类复杂、高集成度芯片的恐惧感。
2、熟悉SoC开发平台软件，对课堂上的实验内容进行延伸，会用SoC开发平台进行开发和设计；
3、学会用PROTEL软件，能熟练绘制电路图、制作电路板，焊接、调试。
4、熟悉超声波测距基本原理，并了解电子产品的整个开发流程。
（3）与社会生产紧密结合
传统的实践课程大都基于课堂练习及实验室，忽略了社会实践的环节，实验课程短少，解决问题单一，很难把理论与实践有机地结合，与社会实际脱节，对大工业生产流程、工艺及材料分析、市场营销，售后服务等环节缺乏了解，难以适应社会发展要求。本项目要求学生自己选定、采购芯片，而不是老师提供芯片，或不考虑实际成本地随便购买芯片，让学生学会了计算成本，考虑性价比的最佳点。还让学生自己联系PCB板加工单位，自己谈价格，去一线的生产车间考察产品的质量，锻炼了他们的社交能力。
（4）培养学生协作能力
现有教学计划中学生实践作业通常是片断型的、作为一个设计项目的一个点而不是真实课题的一个面；人才评定的标准是单体评定，对一个作品而言不提倡分组协作，因为协作的互补特征注定了这就很容易造成成绩评定出现偏差。而通过我们寻找适当的设计项目，根据项目组学生的特长和兴趣，我们引导他们进行组队协作，从方案和构思阶段的集体讨论、项目拆分到最后的合成都强调集体作用，整个产品的水平通常依赖于大家一方面发挥各自的特长和优势，一方面培养学生团队合作精神，使学生在团队合作中具有实际协调合作能力。
（5）实现创新教育培养的目标
为适应知识经济的发展及自身改革发展的需要，在培养目标上应从“知识型”、“智能型’气向“创新型”转变。培养具有现代思想意识的“创新型”人才。现有教学计划下培养的是主要以知识积累为目的，在现有的知识范围内具有模仿能力，解决现有的同类问题的“知识型”学生和以理解并掌握各科的知识技能为目的，智力得以发展，并且形成一定的智能结构，通过对智能的培养使学生具有驾驭与运用知识的能力的“智能型”学生。通过创新精神和创新能力的的培养，对人进行优化教育，人的心理素质得到充分的发展，从而适应知识经济对人才的要求。学生不探索、批判、求异，具有独立思考和创新精神。创新型人才的培养必须是以扎实的知识技能为基础，进而侧重培养创新意识、创新精神、创新才能。
二、项目实施的基本情况
  本项目由刘高平老师负责指导，傅恒、王有毅、张蓥、陈伟、藤智佶、章陆和寿郭杭七位同学分工合作完成。
指导方式分为两种，一种是集中授课型。在方案确定之前，向大家介绍本项目的目的和意义，设计可能用到的专业知识，介绍一些最新的芯片，使大家对项目有个初步的了解，能形成项目的雏形。在项目方案确定后，针对项目实现所涉及到的应用软件讲解和项目设计所容易出现的问题进行分析；另外一种是个别指导型，即在项目实施过程中，对学生的设计、调试过程加以引导，尤其对于在电路板调试过程出现的问题，和学生共同探讨解决方案。
   本项目从2004年11月25日正式开始实施，共7名学生，基本上每一周进行一次开放实验，每次4学时，至2005年5月1日结束，共进行13次开放实验，共计52学时。除此之外，平时采用答疑方式，不定期给学生答疑与指导，基本每周至少一次。
具体开发实验安排如下：
1、2004年10月---11月
 前期的准备工作。包括项目组成员的分工，资料的查阅、项目方案的设计、论证与确定
2、2004年12月---2005年1月
 了解SoC开发平台，分发寒假期间的阅读资料
3、2005年3月---4月
硬件：熟悉PROTEL以及SoC芯片，制作PCB板，购买元器件。
软件：熟悉超声波测距原理与C++ Builder开发系统；熟悉SoC开发平台，试编写小程序；
4、2005年4月---5月
焊接元器件，调试电路板；C++调试串口软件；模块与PC机正常通信；联调。
5、总结、编写有关文档。
项目方案
本设计中采用CYPRESS公司的PSoC（Programmable System-on-Chip™）技术，具体选用型号为CY8C26443。该芯片内部具有一个高速内核、快速内存和数据SRAM，以及用户可配置的12个模拟模块和8个数字模块。