超聲波測距開題報告

*******高校畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目名稱基于單片機的超聲波測距儀學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)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(guān)相結(jié)合來實現(xiàn)非接胞式距離測量的方法。由于超聲波指向性好,實力消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離有遠，因而超聲波常常被用于距離的測量,利用超聲波檢測距離設(shè)計比較簡潔,計算處理也比較簡潔,并且在測量精度方面也能達到日常運用要求。超聲波是一種阿率在20khz以上的聲波，作為一種特別的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢砣⌒裕悍瓷?、折射、干涉、衍射和散射，與物理聯(lián)系緊密，應(yīng)用敏捷。并且更適哈于高溫、高粉塵、高濕度和強電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作。無論從精度還是牢第性方面，超聲波測距都做得比較好。利用超聲波測距往往比較快速、便利、計舞簡潔、易于做到實時限制。具有廣泛的應(yīng)用前景。二、探討概況與發(fā)展趨勢綜述歷史上運用超聲波來測量距離是從其次次世界大戰(zhàn)時海軍的聲納技術(shù)的發(fā)展起先。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(jīng)過幾個世紀，科學(xué)家們對此反復(fù)探討，最終發(fā)覺了超聲波的原理。超聲波測距應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如工業(yè)自動限制，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(shù)，采納的是非接觸式測量，由于它具有不受外界因素影響，對環(huán)境有肯定的適應(yīng)實力，且操作簡潔、測量精度高等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。這些特點可使測量儀器不受被測介質(zhì)的影響，大大解決了傳統(tǒng)測量儀器存在的問題，比如，在粉塵多狀況下對人引起的身體接觸損害，腐蝕性質(zhì)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(shù)對被測元件無磨損，使測量儀器堅固耐用，運用壽命加長，而且還降低了能量耗損，節(jié)約人力和勞動的強度。因此，利用超聲波檢測既快速、便利、計算簡潔，又易于實時限制，在測量精度方面能達到工業(yè)好用的要求。然而超聲波測距在實際應(yīng)用也有許多局限性。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(dǎo)致越過門檻的時間前后移動，從而影響計時的精確性，這必定會影響到測距的精確度。另外就是構(gòu)成超聲波傳感器的壓電陶瓷片在壓電的雙向轉(zhuǎn)換過程中，存在慣性、滯后等現(xiàn)象，以與超聲波脈沖在空氣中傳播本身與多重的反射路徑，均導(dǎo)致回波信號被展寬，也使測量產(chǎn)生較大的誤差，影響了測距的辨別率。其他如溫度，風(fēng)速等也會對測量造成肯定的影響。計量學(xué)在制造業(yè)中越來越重要。干脆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納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(jié)合到機器設(shè)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(shè)計出了可視察、識別并測距的超聲波集成系統(tǒng)。三、探討目標、探討內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題探討目標：本設(shè)計主要采納MCS-51系列單片機作為主控芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波測距,數(shù)據(jù)顯示，參數(shù)設(shè)置等功能。探討內(nèi)容:依據(jù)以上設(shè)計須要，系統(tǒng)擬采納以下技術(shù)方案，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。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(shè)置下限報警距離，假如測量的距離低于設(shè)置的報警值則通過蜂鳴器發(fā)聲提示用戶超出允許范圍。擬解決的關(guān)鍵問題：1、完成鍵盤的設(shè)計，安排好各個按鍵輸入對應(yīng)單片機各口的限制信息;2、完成數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計，實現(xiàn)詳細的限制、提示信息的顯示;3、完成超聲波測距電路的設(shè)計，使其能夠精確測量距離；四、探討的基本思路和方法、技術(shù)路途、試驗方案與可行性分析探討的基本思路和方法：1、確定硬件系統(tǒng)的設(shè)計方案：(1)、依據(jù)系統(tǒng)的功能要求確定選用的元器件；(2)、安排單片機各個P口地址，以連接對應(yīng)的元器件，便利限制；(3)、利用DXP軟件構(gòu)建系統(tǒng)的硬件圖；2、確定軟件部分的設(shè)計方案：(1)、確定各部分模塊對應(yīng)要實現(xiàn)的功能，并依據(jù)連接圖寫出對應(yīng)程序中對應(yīng)的限制信息，便于軟件編寫；(2)、用keil軟件編寫程序，對應(yīng)各模塊功能模塊化編寫，便于程序的檢查和調(diào)試；3、利用keil軟件生成hex文件，用PROTEL軟件繪制電路圖4、依照電路圖，在電路板上焊接各元件，完成系統(tǒng)實物設(shè)計；5、將焊好的電路板反復(fù)進行硬件調(diào)試和系統(tǒng)整體調(diào)試，直到實現(xiàn)系統(tǒng)要求的預(yù)定功能。技術(shù)路途、試驗方案與可行性分析：1、設(shè)計用到的設(shè)備和軟件：主要設(shè)備：電腦、單片機燒寫器軟件：DXP軟件、keil軟件2、利用學(xué)習(xí)過的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、單片機原理與應(yīng)用等學(xué)問，了解超聲波測距的原理，并選用合適的元器件和系統(tǒng)設(shè)計方案。五、進度支配第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(shè)計中的基本概念第7周：確定系統(tǒng)方案第8-11周：確定設(shè)備選型與元器清單；第12周：撰寫論文；第13周：論文修改；第14周：打算答辯；第15周：答辯。六、主要參考文獻與資料獲得狀況：[1]彭偉.單片機C語言程序設(shè)計實訓(xùn)100例.電子工業(yè)出版社.2009年[2]吳運昌.模擬電子線路基礎(chǔ).廣州：華南理工高校出版社，2004年[3]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教化出版社，1997年[4]張曉麗等.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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：北京航空航天高校出版社，2004年［6］李建忠.單片機原理與應(yīng)用.西安：西安電子科技高校，2002年［7］韓志軍等.單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計國］.機械工業(yè)出版社，2004［8］周潤景等.Proteus在MCS-51&ARM7系統(tǒng)中的應(yīng)用百例［M］.電子工業(yè)出版社,2006L9］馬忠梅等.單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計［