超声波测距模块相信大家都玩过吧，超声波定义为频率大于20KHZ以上的声波，也可以用在通信方面，海洋探测；海洋渔业；水下救援；水下遥控等

主要材料

超声波探头（防水，两个）
stm32f103rct6最小系统板（两块）
lm386芯片(一个)
lm393电压比较器（一个）
max232芯片（一个）
蓝牙模块(一个)

一、实验流程

本系统的通信过程首先从用户端通过手机蓝牙发送给蓝牙模块，再以串口的方式传给STM32单片机，经过单片机解算拆解出数据，利用PWM信号去控制驱动电路实现对信号的调制发送；超声波在经过水下传播后在接收端的超声波探头收到微弱的接收信号，经由放大整形电路实现对信号的解调，并通过单片机还原数据通过OLED屏显示和串口打印出数据。

二、电路部分

2.1发射电路

在发射电路中，首先通过蓝牙串口获取来自用户端的数据消息，并利用单片机的定时器输出端口PA1和PA0对外进行PWM互补输出，将电路的输出接到MAX232芯片电路之中，发射电路原理图如下
这部分主要是利用MAX232芯片的倍压功能，实现对单片机电路的0–5V压差，转为-10~+10V的20V压差。利用电荷泵的原理来实现的倍压。这样驱动超声波探头可以实现更远的传输。

2.2 接收电路

利用LM386音频放大电路实现对微小信号的放大，并通过二极管RC包络检波电路实现对电路的包络线还原，最后再经过LM393比较电路实现对电压的裁决，还原出原始信号，再将其输出口接到单片机，进行解调。系统框图如下

三、编码方式

选用ASK的调制方式，首先本超声波探头的最佳工作频率在40KHZ左右，所以发射端是产生40KHZ的驱动信号，设定帧数据的周期为12ms，2ms的时间发射脉冲定义为码元0；4ms的时间发射脉冲定义为码元1；8ms的时间发射脉冲定义为帧头信号。示意图如下

上图左边为发射端的驱动信号示意图，右边为接收端放大-检波-整形还原后的信号。

四、实物图及视频

4.1实物

管道水下通信环境

实物总体图

4.2视频链接

录得一个简单展示的视频，欢迎大家点赞https://www.bilibili.com/video/BV1g34y1h7Fa?share_source=copy_web

五、结束语

感谢大家的阅读，这是本人的一个毕设，难度不是很大(大佬勿喷)，这个项目还是比较有意思的，适合通信的学习入门实验，从器件选择到电路设计，再到整个通信建立都是很有成就感的。

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简易版水下超声波通信

主要材料

一、实验流程

二、电路部分

2.1发射电路

2.2 接收电路

三、编码方式

四、实物图及视频

4.1实物

4.2视频链接

五、结束语

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