基于單片機的超聲波測距儀開題報告

1、. 南京師范大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 姓 名： 沈行健 學(xué) 號： 21110719 學(xué) 院： 電氣及自動化工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣信息類 專業(yè)方向： 電氣自動化 題 目： 基于單片機的超聲波測距儀 指導(dǎo)教師： 夏春梅 2015 日3 年 2 月. . 開題報告填寫要求 1開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及院、系審查后生效； 2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)址上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給

2、指導(dǎo)教師簽署意見； 3有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009年2月26日”或“2009-02-26”。 . . 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1本課題的目的及研究意義 超聲波技術(shù)己經(jīng)從最初的理論研究發(fā)展到大范圍地應(yīng)用在無損探傷、測溫、測距、流量測量、液體成分測量、巖體檢測等方面。超聲波在測距方面具有以下突出的優(yōu)點：一是環(huán)境介質(zhì)可為空氣、液體或固體等，適用范圍廣泛；二是對外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強等惡劣環(huán)境中，可以降低勞動強度；三是超聲波傳感器

3、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，費用低，信息處理簡單可靠，易于小型化和集成化。在超聲波探傷、自動泊車系統(tǒng)和倒車雷達系統(tǒng)中，超聲波測距有其重要的應(yīng)用?，F(xiàn)在在超聲波測距方面，單片機的使用正在成為主流。本課題的將基于單片機設(shè)計出性能優(yōu)良的超聲波測距儀。未來，超聲波測距儀作為一種新型的非常重要而且有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日常發(fā)展的社會需求，具有很高的研究意義。 2本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 對于現(xiàn)如今高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)和越來越智能化的社會生活來說，超聲波測量技術(shù)還需要不斷發(fā)展，來滿足社會進步的需?！，F(xiàn)階段的超聲波測距還沒有到達頂峰，還有很大的發(fā)展空間，而怎樣實

4、現(xiàn)超聲波測量技術(shù)的更智能化，更實用性，是今后超聲波測量技術(shù)的發(fā)展方向。超聲波技術(shù)不斷得到完善并趨于成熟，與發(fā)達國家相比，目前我國所研制出的超聲波測距系統(tǒng)在性能方面有了很大的改善，但在精度等方面仍然很落后。高速度和高效率是現(xiàn)代化工業(yè)的標志，這些都是建立在高質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，精度作為高質(zhì)量的一個重要指標，需要加大力度對其進行研究。另外，我國正在使用的高精度超聲測距系統(tǒng)大多從國外進口，很大程度制約了工業(yè)的發(fā)展，增加了工業(yè)生產(chǎn)線投資成本，由于工業(yè)發(fā)展以及經(jīng)濟成本的制約，在超聲波測距系統(tǒng)的研制和使用方面我國迫切的需要加大國產(chǎn)化的力度。因此，為了使我國的工業(yè)化生產(chǎn)與裝配立足國內(nèi)、走向世界，對超聲波測距系統(tǒng)精

5、度和實時性問題進行研究具有很高的實際意義。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 3本課題的研究內(nèi)容 利用超聲波測距原理，出于低成本、高精度的目的，我的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計方案基于AT89C51單片機來實現(xiàn)。硬件部分采用AT89C51單片機作為控制器，主要有超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、數(shù)碼管顯示電路和報警電路。在分析超聲波測距原理的基礎(chǔ)上，依據(jù)設(shè)計好的超聲波測距儀硬件設(shè)計電路圖和軟件設(shè)計流程圖完成系統(tǒng)軟件硬件的設(shè)計和調(diào)試。該系統(tǒng)測量精度為lcm，測量范圍為5cm至3m，由數(shù)碼管顯示結(jié)果。當距離超出或不能接受信號時，報警電路工作，發(fā)出報警。本課題將力求實現(xiàn)基本測距功能，并在后期的實驗中進一

6、步研究減小誤差、提高精度、增加可靠性的優(yōu)化辦法，以完成設(shè)計要求。 . . 4本課題的實行方案、進度及預(yù)期效果 實行方案：由AT89C51控制定時器產(chǎn)生超聲波脈沖并啟動內(nèi)部的計數(shù)器開始計時，將電信號轉(zhuǎn)化為超聲波信號。超聲波在空氣介質(zhì)中進行傳播，當遇到障礙物時超聲波返回，單片機接收返回的超聲波，將超聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號。通過計算超聲波自發(fā)射至接收的往返時間差，從而通過計算得到實測距離。并用數(shù)碼管顯示器顯示距離。從而達到測量距離的目的。 進度： 2015-01-092015-03-01： 查閱參考資料，了解相關(guān)技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，進行總體方案設(shè)計,完成開題報告； 2015-03-012015-03

7、-26：設(shè)計超聲波測距儀硬件構(gòu)架和超聲波測距系統(tǒng)原理電路圖； 2015-03-272015-04-21：完成系統(tǒng)軟件設(shè)計和調(diào)試； 2015-04-222015-04-30：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、改進，接受驗收； 2015-05-012015-05-24：整理材料并完成畢業(yè)論文。 預(yù)期效果：在盡量保證測距儀測量軸線與被測物體表面垂直且對象表面光滑平整的情況下，達到3米內(nèi)的有效距離測量。 5、已查閱參考文獻： 1張謙琳超聲波檢測原理和方法. 北京：中國科技大學(xué)出版社，2008。 2高偉51單片機原理及應(yīng)用. 北京：國防工業(yè)出版社，2008。 3牛余朋基于單片機的高精度超聲波測距電路電子世界，2005(5)：2

8、7-29。 4黃建新. 單片機原理、接口技術(shù)及應(yīng)用. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009。 5 Zhihong xiao，Siyu Wu，Qiyuan An. Design of Ultrasonic Distance Measurement System Based onMicrocontroller. Applied Mechanics and Materials Vols. 333-335 (2013) pp 296-299。 6曹月真. 基于51單片機的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計. 電子世界，2011(10)：55-56。 7唐文彥傳感器M北京：機械工業(yè)出版社，2010。 8陳瑩基于單片機的超聲

9、測距系統(tǒng)D武漢：華中科技大學(xué)，2004。 9TYPing，潘松峰，劉芳，等MCS一51單片機原理、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M北京：清華大學(xué)出版社，2008。 10趙珂時差法超聲測距儀的研制J國外電子器件，2005(1)：65-67。 11祝敏超聲波測距誤差分析及修正方法J計量與測試技術(shù)，2009，36(2)：2l- 22。 12張攀峰，王玉萍，張建，等帶有溫度補償?shù)某暡y距儀的設(shè)計J計算機測量與控制，2012，20(6)：17171732。 13李佰庚超聲波測距儀設(shè)計J工具技術(shù)，2012，46(6)：82-85。 14李嚴，張民基于超聲波傳感器的水位自動控制系統(tǒng)J微計算機信息，2009(13)：134

10、-136。 15曹茂永，王霞超聲波測距數(shù)字信號采集系統(tǒng)J電測與儀表，2000(8)：26-27。 16吳銀鳳，劉光聰紅外接收電路CX20106的應(yīng)用J電氣時代，2003(9)：llO-l11。 17滕艷菲，陳尚松超聲波測距精度的研究J國外電子測量技術(shù)，2006(2)：23-25。 18Manjula,K.,Vijayarekha,K., Venkatraman,B., Karthik,Durga: Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, v 4, n 24, p 5525-5533, 2012。 . . 19Licznerski, Tomasz J., Jaronski, Jarosaw, Kosz,: Ultrasonics. Vol.51 (December 2011), p.960-965。 20Huang