超聲波測距開題報告

1、。*大學畢業(yè)設計（論文）開題報告題目名稱基于單片機的超聲波測距儀學生姓名專業(yè)班級學號一、選題的目的和意義：超聲波測距是一種利用聲波特性、電子計數(shù)、光電開關相結合來實現(xiàn)非接觸式距離測量的方法。由于超聲波指向性好, 能力消耗緩慢 , 在介質中傳播的距離較遠, 因而超聲波經常被用于距離的測量, 利用超聲波檢測距離設計比較簡單, 計算處理也比較簡單, 并且在測量精度方面也能達到日常使用要求。超聲波是一種頻率在20khz 以上的聲波，作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦裕悍瓷?、折射、干涉、衍射和散射，與物理聯(lián)系緊密，應用靈活。并且更適合于高溫、高粉塵、高濕度和強電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作。無

2、論從精度還是可靠性方面，超聲波測距都做得比較好。利用超聲波測距往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制。具有廣泛的應用前景。二、研究概況及發(fā)展趨勢綜述歷史上使用超聲波來測量距離是從第二次世界大戰(zhàn)時海軍的聲納技術的發(fā)展開始。聲納是一種利用聲波在水下測定目標距離和運動速度的儀器。經過幾個世紀，科學家們對此反復研究，最終發(fā)現(xiàn)了超聲波的原理。超聲波測距應用于各種工業(yè)領域， 如工業(yè)自動控制， 建筑工程測量和機器人視覺識別等方面。超聲波作為一種檢測技術，采用的是非接觸式測量，由于它具有不受外界因素影響，對環(huán)境有一定的適應能力，且操作簡單、測量精度高等優(yōu)點而被廣泛應用。這些特點可使測量儀器不受被測介質

3、的影響， 大大解決了傳統(tǒng)測量儀器存在的問題，比如，在粉塵多情況下對人引起的身體接觸傷害，腐蝕性質的被測物對測量儀器腐蝕，觸電接觸不良造成的誤測等。此外該技術對被測元件無磨損，使測量儀器牢固耐用，使用壽命加長，而且還降低了能量耗損，節(jié)省人力和勞動的強度。因此，利用超聲波檢測既迅速、方便、計算簡單，又易于實時控制，在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求。然而超聲波測距在實際應用也有很多局限性。 由于超聲波在傳播過程中， 聲壓會隨距離的增大而呈指數(shù)規(guī)律衰減，遠目標的回波信號幅度小、信噪比低，用固定閥值的比較器檢測回波，可能導致越過門檻的時間前后移動，從而影響計時的準確性，這必然會影響到測距的準確度。 另

4、外就是構成超聲波傳感器的壓電陶瓷片在壓電的雙向轉換過程中，存在慣性、滯后等現(xiàn)象，以及超聲波脈沖在空氣中傳播本身及多重的反射路徑，均導致回波信號被展寬，也使測量產生較大的誤差，影響了測距的分辨率。其他如溫度，風速等也會對測量造成一定的影響。計量學在制造業(yè)中越來越重要。 直接在機器上測量尤其能推動制造業(yè)的發(fā)展。 目前為止大部分還是采用視覺的或觸覺的測量方法。但是墻的厚度就不能用這些來測量，因此德國人把超聲系統(tǒng)結合到機器設計出了測距方法。隨著超聲波的發(fā)展，早在 2000 年時英國人就設計出了可觀察、識別并測距的超聲波集成系統(tǒng)。-可編輯修改 -。三、研究目標、研究內容和擬解決的關鍵問題研究目標 ：本設

5、計主要采用 MCS-51系列單片機作為主控芯片，能夠實現(xiàn)超聲波測距，數(shù)據(jù)顯示，參數(shù)設置等功能。研究內容 : 根據(jù)以上設計需要，系統(tǒng)擬采用以下技術方案，系統(tǒng)的結構框圖如下圖所示。電源超聲波傳感器模塊按鍵控制STC89C524 位數(shù)碼管顯主示模塊控蜂鳴器報制器警模塊模塊圖 1 系統(tǒng)方框圖本系統(tǒng)可以通過超聲波模塊測量系統(tǒng)到障礙物之間的距離并用數(shù)碼管顯示出來，用戶還可以通過按鍵設置下限報警距離， 假如測量的距離低于設置的報警值則通過蜂鳴器發(fā)聲提醒用戶超出允許范圍。擬解決的關鍵問題 :1、完成鍵盤的設計，分配好各個按鍵輸入對應單片機各口的控制信息；2、完成數(shù)碼管顯示電路的設計，實現(xiàn)具體的控制、提示信息的

6、顯示；3、完成超聲波測距電路的設計，使其能夠準確測量距離；-可編輯修改 -。四、研究的基本思路和方法、技術路線、實驗方案及可行性分析研究的基本思路和方法：1、確定硬件系統(tǒng)的設計方案：（1）、根據(jù)系統(tǒng)的功能要求確定選用的元器件；（2）、分配單片機各個P 口地址，以連接對應的元器件，方便控制；（3）、利用 DXP軟件構建系統(tǒng)的硬件圖；2、確定軟件部分的設計方案:（1）、確定各部分模塊對應要實現(xiàn)的功能，并根據(jù)連接圖寫出對應程序中對應的控制信息，便于軟件編寫；（2）、用 keil軟件編寫程序，對應各模塊功能模塊化編寫，便于程序的檢查和調試；3、利用 keil軟件生成 hex 文件，用 PROTEL軟件

7、繪制電路圖4、依照電路圖，在電路板上焊接各元件，完成系統(tǒng)實物設計；5、將焊好的電路板反復進行硬件調試和系統(tǒng)整體調試，直到實現(xiàn)系統(tǒng)要求的預定功能。技術路線、實驗方案及可行性分析：1、設計用到的設備和軟件：主要設備：電腦、單片機燒寫器軟件： DXP軟件、 keil軟件2、利用學習過的模擬電子技術、數(shù)字電路技術、單片機原理與應用等知識，了解超聲波測距的原理，并選用合適的元器件和系統(tǒng)設計方案。五、進度計劃第 1-4 周：查閱文獻資料、完成開題報告；第 5-6 周：了解系統(tǒng)設計中的基本概念第 7周：確定系統(tǒng)方案第 8-11 周：確定設備選型及元器清單 ; 第 12 周：撰寫論文；第 13 周：論文修改；

8、第 14 周：準備答辯；第 15 周：答辯。-可編輯修改 -。六、主要參考文獻與資料獲得情況：1 彭偉 . 單片機 C 語言程序設計實訓 100 例. 電子工業(yè)出版社 .2009 年2 吳運昌模擬電子線路基礎廣州：華南理工大學出版社，2004 年3 閻石數(shù)字電子技術基礎北京：高等教育出版社， 1997 年4 張曉麗等數(shù)據(jù)結構與算法北京：機械工業(yè)出版社，2002 年5 馬忠梅 ARM&Linux嵌入式系統(tǒng)教程北京：北京航空航天大學出版社， 2004 年6 李建忠單片機原理及應用西安：西安電子科技大學，2002 年7 韓志軍等 . 單片機應用系統(tǒng)設計 M. 機械工業(yè)出版社， 20048 周潤景等 . Proteus 在 MCS-51&ARM7系統(tǒng)中的應用百例 M. 電子工業(yè)出版社，20069 馬忠梅等 . 單片機的 C 語言應用程序設計 M. 北京航空航天大學出版社， 200610 劉樹中，孫書膺，王春平 . 單片機和液晶顯示驅動器串行接口的實現(xiàn) J. 微計算機信