本實(shí)用新型涉及一種用于船舶超聲波信號(hào)檢測(cè)的測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

超聲波信號(hào)在船舶上應(yīng)用廣泛，可應(yīng)用于短途通訊、探測(cè)海上環(huán)境、水下船舶定位等領(lǐng)域。水下超聲定位器是船舶系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備，其功能是否正常需要定期檢查，可以通過(guò)測(cè)量其發(fā)出的超聲波信號(hào)的頻率、持續(xù)時(shí)間、發(fā)送時(shí)間間隔、相對(duì)幅度等參數(shù)來(lái)判斷。因此，需要提供一種超聲波信號(hào)檢測(cè)的測(cè)試系統(tǒng)來(lái)檢查船舶上的水下超聲定位器功能是否正常。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于船舶超聲波信號(hào)檢測(cè)的測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、方便攜帶、反應(yīng)靈敏，適用于船舶超聲信號(hào)發(fā)生器的故障檢測(cè)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：一種用于船舶超聲波信號(hào)檢測(cè)的測(cè)試系統(tǒng)，包括超聲傳感器、信號(hào)放大與整形模塊、LCD顯示模塊、報(bào)警模塊、MCU模塊、電源模塊；所述超聲傳感器與信號(hào)放大與整形模塊相連，所述信號(hào)放大與整形模塊、LCD顯示模塊、報(bào)警模塊和電源模塊均與MCU模塊相連；

所述電源模塊包括第一穩(wěn)壓芯片、第二穩(wěn)壓芯片、極性電容C9、極性電容C12、極性電容C14、非極性電容C10、非極性電容C11、非極性電容C13、電阻R16‐R17、電池BT9；其中，所述電池BT9的一端接地，電池BT9的另一端、電阻R16的一端、極性電容C9的正極、非極性電容C10的一端均與第一穩(wěn)壓芯片的輸入端口相連；電阻R16的另一端與電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端接地；第一穩(wěn)壓芯片的輸出端口、非極性電容C11的一端、極性電容C12的正極相連后作為第一電壓輸出端口VCC；第一電壓輸出端口VCC與第二穩(wěn)壓芯片的輸入端口相連；第二穩(wěn)壓芯片的輸出端口、非極性電容C13的一端、極性電容C14的正極相連后作為第二電壓輸出端口VDD；極性電容C9的負(fù)極、非極性電容C10的另一端、非極性電容C11的另一端、極性電容C12的負(fù)極、非極性電容C13的另一端、極性電容C14的負(fù)極均接地；第一穩(wěn)壓芯片和第二穩(wěn)壓芯片的接地端口接地；電阻R16和電阻R17的公共端作為第一電源電壓檢測(cè)值VOLT1信號(hào)端口；

所述MCU模塊包括處理芯片U1、晶振Y1、電阻R21‐R24、電容C15‐C17；其中，晶振Y1的一端、電容C15的一端以及電阻R24的一端均與處理芯片U1的外部時(shí)鐘輸入端口相連，晶振Y1的另一端、電容C16的一端以及電阻R24的另一端均與處理芯片U1的外部時(shí)鐘輸出端口相連，電容C15的另一端和電容C16的另一端均接地；電阻21的一端和電容C17的一端均與處理芯片U1的復(fù)位端口相連，電阻21的另一端與電源模塊的第二電壓輸出端口VDD相連，電容C17的另一端接地；處理芯片U1的電源端口與電源模塊的第二電壓輸出端口VDD相連；處理芯片U1的接地端口接地；電阻R23的一端與處理芯片U1的啟動(dòng)端口相連，另一端接地；電阻R16和電阻R17的公共端與處理芯片U1的第一電源電壓檢測(cè)信號(hào)端口相連；

所述LCD顯示模塊包括液晶模塊P1、電位器RPot1、極性電容C18；其中，液晶模塊P1的接地端口接地，液晶模塊P1的電源端口與第一電壓輸出端口VCC相連；電位器RPot1的滑動(dòng)端與液晶模塊P1的對(duì)比度調(diào)整端相連，電位器RPot1的線圈一端接地，電位器RPot1的線圈另一端接第一電壓輸出端口VCC；液晶芯片P1的選擇輸入端口與處理芯片U1的I/O端口相連；液晶模塊P1的讀寫選擇端與處理芯片U1的I/O端口相連；液晶模塊P1的使能端與處理芯片U1的I/O端口相連；液晶模塊P1的輸入輸出數(shù)據(jù)端口與處理芯片U1的I/O端口相連；液晶模塊P1的背光電源正極、極性電容C18的正極均與第一電壓輸出端口VCC相連；液晶模塊P1的背光電源負(fù)極、極性電容C18的負(fù)極均接地；

所述信號(hào)放大與整形模塊包括運(yùn)算放大器U1A、運(yùn)算放大器U1B、運(yùn)算放大器U2B、電阻R3‐R8、電阻R14‐R15、電容C3‐C4、非門NOT2A、非門NOT2B、二極管D1；其中，超聲傳感器的一端接地，另一端與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與運(yùn)算放大器U1A的正極輸入端相連；電阻R4的一端接地，另一端與電阻R5的一端相連后接運(yùn)算放大器U1A的負(fù)極輸入端；電阻R5的另一端與運(yùn)算放大器U1A的輸出端相連后接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接運(yùn)算放大器U1B的正極輸入端；電阻R7的一端接地，另一端與電阻R8的一端相連后接運(yùn)算放大器U1B的負(fù)極輸入端；電阻R8的另一端與運(yùn)算放大器U1B的輸出端相連后作為第二電源電壓檢測(cè)值VOLT2信號(hào)端口；第二電源電壓檢測(cè)值VOLT2信號(hào)端口與處理芯片U1的第二電源電壓檢測(cè)信號(hào)端口相連；第二電源電壓檢測(cè)值VOLT2信號(hào)端口與運(yùn)算放大器U2B的正極輸入端相連，運(yùn)算放大器U2B的負(fù)極輸入端接地，運(yùn)算放大器U2B的輸出端與電阻R14的一端相連，電阻R14的另一端與二極管D1的負(fù)極相連后接電容C3的一端，電容C3的另一端分別接電阻R15的一端和非門NOT2A的輸入端；非門NOT2A的輸出端接非門NOT2B的輸入端，非門NOT2B的輸出端與電阻R15的另一端相連后接電容C4的一端，電容C4的另一端作為方波信號(hào)輸出端，方波信號(hào)輸出端與處理芯片U1的I/O端口相連；二極管D1的正極接地；運(yùn)算放大器U1A、運(yùn)算放大器U1B和運(yùn)算放大器U2B的電源正極均與第一電壓輸出端口VCC相連；運(yùn)算放大器U1A、運(yùn)算放大器U1B和運(yùn)算放大器U2B的電源負(fù)極均接地；

所述報(bào)警模塊包括蜂鳴器LS1、電阻R18、MOS管、電阻R32‐R33；其中，蜂鳴器LS1的一端與第一電壓輸出端口VCC相連，另一端與電阻R18的一端相連，電阻R18的另一端與MOS管的漏極相連，MOS管的柵極分別與電阻R32的一端和電阻R33的一端相連，電阻R33的另一端和MOS管的源極均接地，電阻R32的另一端處理芯片U1的I/O端口相連。

本實(shí)用新型的有益效果是操作簡(jiǎn)單、方便攜帶、反應(yīng)靈敏，超聲信號(hào)的檢測(cè)參數(shù)直觀地顯示在LCD屏上，并且可以通過(guò)報(bào)警聲音的強(qiáng)弱大致判斷超聲信號(hào)的方向性，適用于水下超聲定位器的故障檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；

圖2為本實(shí)用新型的電源模塊電路圖；

圖3為本實(shí)用新型的MCU模塊的電路圖；

圖4為本實(shí)用新型的LCD顯示模塊電路圖；

圖5為本實(shí)用新型的信號(hào)放大與整形模塊電路圖；

圖6為本實(shí)用新型的報(bào)警模塊電路圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例，所述的實(shí)施例在附圖中示出。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如圖1所示，該圖為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖，本實(shí)用新型主要包括超聲傳感器、信號(hào)放大與整形模塊、LCD顯示模塊、報(bào)警模塊、MCU模塊、電源模塊；所述超聲傳感器與信號(hào)放大與整形模塊相連，所述信號(hào)放大與整形模塊、LCD顯示模塊、報(bào)警模塊和電源模塊均與MCU模塊相連；所述超聲傳感器用于接收超聲信號(hào)；所述信號(hào)放大與整形模塊用于接收超聲波傳感器輸出的超聲波電信號(hào)，并將該超聲波電信號(hào)進(jìn)行放大處理，并將放大整形后的信號(hào)傳遞給MCU模塊；所述LCD顯示模塊和報(bào)警模塊均與MCU模塊的輸出端口相連；所述電源模塊與MCU模塊相連，為MCU模塊提供工作電壓。

如圖2所示，為電源模塊電路圖，電源模塊包括第一穩(wěn)壓芯片、第二穩(wěn)壓芯片、極性電容C9、極性電容C12、極性電容C14、非極性電容C10、非極性電容C11、非極性電容C13、電阻R16‐R17、電池BT9；其中，所述電池BT9的一端接地，電池BT9的另一端、電阻R16的一端、極性電容C9的正極、非極性電容C10的一端均與第一穩(wěn)壓芯片的輸入端口相連；電阻R16的另一端與電阻R17的一端相連，電阻R17的另一端接地；第一穩(wěn)壓芯片的輸出端口、非極性電容C11的一端、極性電容C12的正極相連后作為第一電壓輸出端口VCC；第一電壓輸出端口VCC與第二穩(wěn)壓芯片的輸入端口相連；第二穩(wěn)壓芯片的輸出端口、非極性電容C13的一端、極性電容C14的正極相連后作為第二電壓輸出端口VDD；極性電容C9的負(fù)極、非極性電容C10的另一端、非極性電容C11的另一端、極性電容C12的負(fù)極、非極性電容C13的另一端、極性電容C14的負(fù)極均接地；第一穩(wěn)壓芯片和第二穩(wěn)壓芯片的接地端口接地；所述第一穩(wěn)壓芯片可以采用型號(hào)為L(zhǎng)M1117‐5.0的穩(wěn)壓芯片，但不限于此；第二穩(wěn)壓芯片可以采用型號(hào)為L(zhǎng)M1117‐3.3的穩(wěn)壓芯片，但不限于此；所述電池BT9提供9V電壓，通過(guò)兩級(jí)穩(wěn)壓電路，輸出VCC＝5V，VDD＝3.3V。電阻R16和電阻R17的公共端作為第一電源電壓檢測(cè)值VOLT1信號(hào)端口。

如圖3所示，為MCU模塊的電路圖，MCU模塊包括處理芯片U1、晶振Y1、電阻R21‐R24、電容C15‐C17；其中，晶振Y1的一端、電容C15的一端以及電阻R24的一端均與處理芯片U1的外部時(shí)鐘輸入端口相連，晶振Y1的另一端、電容C16的一端以及電阻R24的另一端均與處理芯片U1的外部時(shí)鐘輸出端口相連，電容C15的另一端和電容C16的另一端均接地；電阻21的一端和電容C17的一端均與處理芯片U1的復(fù)位端口相連，電阻21的另一端與電源模塊的第二電壓輸出端口VDD相連，電容C17的另一端接地；處理芯片U1的電源端口與電源模塊的第二電壓輸出端口VDD相連；處理芯片U1的接地端口接地；電阻R23的一端與處理芯片U1的啟動(dòng)端口相連，另一端接地；電阻R16和電阻R17的公共端與處理芯片U1的第一電源電壓檢測(cè)信號(hào)端口相連；所述處理芯片U1可以采用型號(hào)為STM32F103RBT6的產(chǎn)品，但不限于此。

如圖4所示，為L(zhǎng)CD顯示模塊電路圖，LCD顯示模塊包括液晶模塊P1、電位器RPot1、極性電容C18；其中，液晶模塊P1的接地端口接地，液晶模塊P1的電源端口與第一電壓輸出端口VCC相連；電位器RPot1的滑動(dòng)端與液晶模塊P1的對(duì)比度調(diào)整端相連，電位器RPot1的線圈一端接地，電位器RPot1的線圈另一端接第一電壓輸出端口VCC；液晶芯片P1的選擇輸入端口與處理芯片U1的I/O端口相連；液晶模塊P1的讀寫選擇端與處理芯片U1的I/O端口相連；液晶模塊P1的使能端與處理芯片U1的I/O端口相連，為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示，保持其高電平；液晶模塊P1的輸入輸出數(shù)據(jù)端口與處理芯片U1的I/O端口相連，共八個(gè)輸入輸出數(shù)據(jù)端口；液晶模塊P1的背光電源正極、極性電容C18的正極均與第一電壓輸出端口VCC相連；液晶模塊P1的背光電源負(fù)極、極性電容C18的負(fù)極均接地；所述液晶模塊P1可以采用型號(hào)為L(zhǎng)CD1602的產(chǎn)品，但不限于此。

如圖5所示，為信號(hào)放大與整形模塊的電路圖，信號(hào)放大與整形模塊包括運(yùn)算放大器U1A、運(yùn)算放大器U1B、運(yùn)算放大器U2B、電阻R3‐R8、電阻R14‐R15、電容C3‐C4、非門NOT2A、非門NOT2B、二極管D1；其中，超聲傳感器的一端接地，另一端與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與運(yùn)算放大器U1A的正極輸入端相連；電阻R4的一端接地，另一端與電阻R5的一端相連后接運(yùn)算放大器U1A的負(fù)極輸入端；電阻R5的另一端與運(yùn)算放大器U1A的輸出端相連后接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接運(yùn)算放大器U1B的正極輸入端；電阻R7的一端接地，另一端與電阻R8的一端相連后接運(yùn)算放大器U1B的負(fù)極輸入端；電阻R8的另一端與運(yùn)算放大器U1B的輸出端相連后作為第二電源電壓檢測(cè)值VOLT2信號(hào)端口；第二電源電壓檢測(cè)值VOLT2信號(hào)端口與處理芯片U1的第二電源電壓檢測(cè)信號(hào)端口相連；第二電源電壓檢測(cè)值VOLT2信號(hào)端口與運(yùn)算放大器U2B的正極輸入端相連，運(yùn)算放大器U2B的負(fù)極輸入端接地，運(yùn)算放大器U2B的輸出端與電阻R14的一端相連，電阻R14的另一端與二極管D1的負(fù)極相連后接電容C3的一端，電容C3的另一端分別接電阻R15的一端和非門NOT2A的輸入端；非門NOT2A的輸出端接非門NOT2B的輸入端，非門NOT2B的輸出端與電阻R15的另一端相連后接電容C4的一端，電容C4的另一端作為方波信號(hào)輸出端，方波信號(hào)輸出端與處理芯片U1的I/O端口相連；二極管D1的正極接地；運(yùn)算放大器U1A、運(yùn)算放大器U1B和運(yùn)算放大器U2B的電源正極均與第一電壓輸出端口VCC相連；運(yùn)算放大器U1A、運(yùn)算放大器U1B和運(yùn)算放大器U2B的電源負(fù)極均接地；所述運(yùn)算放大器U1A、運(yùn)算放大器U1B和運(yùn)算放大器U2B均采用型號(hào)為L(zhǎng)M358D的產(chǎn)品，但不限于此。

如圖6所示，為報(bào)警模塊電路圖，報(bào)警模塊包括蜂鳴器LS1、電阻R18、MOS管、電阻R32‐R33；其中，蜂鳴器LS1的一端與第一電壓輸出端口VCC相連，另一端與電阻R18的一端相連，電阻R18的另一端與MOS管的漏極相連，MOS管的柵極分別與電阻R32的一端和電阻R33的一端相連，電阻R33的另一端和MOS管的源極均接地，電阻R32的另一端處理芯片U1的I/O端口相連。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下：

水下超聲定位器等超聲源發(fā)出超聲信號(hào)，測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)超聲傳感器把超聲信號(hào)變成電信號(hào)，再輸入到信號(hào)放大與整形模塊對(duì)接收到的超聲電信號(hào)進(jìn)行放大與整形，然后輸入到MCU模塊進(jìn)行測(cè)量處理，其中一路信號(hào)用于檢測(cè)超聲信號(hào)的頻率、發(fā)生持續(xù)時(shí)間和信號(hào)發(fā)生時(shí)間間隔，而另一路信號(hào)用于檢測(cè)超聲信號(hào)的幅度，這些參數(shù)最后顯示在LCD顯示模塊上。同時(shí)，可以根據(jù)檢測(cè)到的超聲信號(hào)相對(duì)幅度大小產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。測(cè)試系統(tǒng)可以在以水下超聲定位器為中心的三維空間的任何位置進(jìn)行檢測(cè)，以判斷水下超聲定位器的功能是否正常。