基于单片机超声波测距仪设计开题报告

1、基于单片机超声波测距仪设计开题报告 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 基于单片机的超声波测距仪的设计 所 在 系 电气与信息工程系 学生姓名 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学号 指导教师 教学效劳中心制表 20#年 3 月 本科毕业设计（论文）开题报告 对 题 目 的 陈 述 1. 结合毕业设计（论文）课题情况，根据查阅的文献资料，撰写 1000 字左右的文献综述：（说明选题意义、国内外研究现状、主要研究内容及技术方法） 1.1 课题研究意义 一些传统的距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷。由于超声波指向性强，强度易控制，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，与被测量物体不需

2、要直接接触，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物理定位仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比拟迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面到达很高的要求。 超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。 1.2 国内外研究现状 目前超声波测距已得到广泛应用，国内一般使用专用集成电路根据超声波测距原理设计各种测距仪器，但是专用集成电路的本钱较高、功能单一。而以单片机为核心的测距仪器可以实现预置、多端口检测、显示、报警等多种功能，并且本钱低、精度高、操作简单、工作稳定可

3、靠。 超声波测距主要应用于倒车提醒、雷达、建筑施工工地及一些工业现场的位置监控，例如：液位、井深、管道长度等场合。虽然目前的测距量程上能到达百米，但测量的精度往往只能到达厘米数量级。 1.3 主要研究内容及技术方法 超声测距是一种利用单片机控制超声波的轮流发射，并且通过单片机记录和读取发射超声波和接收回波的时间差，进而计算出测量的距离。 本文研究利用 5l 系列单片机实现超声波测距的原理以及实现的方法。工作时，超声波发生器不断的发出一系列连续的脉冲，并给单片机提供一个 短脉冲。超声波遇障碍物反射回来一个反射波，这个反射波被超声波接收器收到，也向单片机提供一个短脉冲。最后由单片机装置对接受信号依

4、据时间差进行处理，自动计算出与障碍物之间的距离。 2.课 题 研 究 的 方 案 设 计 （ 方 法 、 手 段 、 技 术 路 线 、 可 行 性论 证 ） 2.1 课题研究方法和手段 1) 通过文献阅读、查阅资料、熟悉所需的相关知识。 2) 用 protel99se 设计硬件电路。 3) keil51 进行软件设计，熟悉 c 语言。 4) 在实验室进行电路搭建和调试。 2.2 课题设计方案 由设计要求可知本课题测距范围比拟小，在温度变化范围不大的情况下不需要进行温度测量及温度补偿，测距仪以 c51 系列单片机作为系统的核心。系统原理框图如图 1 所示，具体描述如下： 1) 以 at89c5

5、2 单片机为主控制器来满足系统设计要求。 2) 采用数码管显示所测距离。 3) 超声波发射与接收采用别离设计，即单独采用发射器和接收器。以降低设计的复杂程度。 4) 系统采用+12v 为主电源，通过集成三端稳压电路（lm7805）稳压电路提供控制器所需的+5v 电压。 图 1 超声波测距原理图 2.2.1 采用模块化设计超声波测距仪硬件主要包括： 1) 超生发射及控制电路。 2) 超声波接收及信号处理电路。 3) 显示电路。 4) 微处理及其辅助电路。 2.2.2 超声波测距仪器软件设计包括： 1) 控制局部。 2) 显示模块。 3) 距离计算模块。 3.主要进度安排 1-3 周，查阅资料，完

6、成方案设计和开题报告； 5-6 周，熟悉毕业设计所涉及的相关技术软件文献； 7-14 周，进行毕业设计，完成外文资料翻译； 15-16 周，提交论文，进行辩论。 4.参考文献目录 1于永权，汪明慧等。单片机在控制系统中的应用。北京：电子工业出版社。xx. 2王幸之，钟爱琴，王雷等。at89 系统单片机原理与接口技术。北京：lcd 显 显示 示 at89c52 40khz方波 波 信号整形 形 信号放大 大 超声波发射器 超声波接收器 器 低通滤波 波 带通滤波 波 信号放大 大 北京航空航天大学出版社，xx. 3胡汉才。单片机原理与接口技术m,北京：清华大学出版社，1996. 4周立功。单片机

7、试验与实践教程（三）。北京：北京航空航天大学出版社，xx. 5夏路易，石宗文。电路原理土语电路板设计教程 protel99se。北京：北京希望电子出版社，xx. 6何立民。mcs-51 系列应用设计。北京：北京航空航天大学出版社。1993. 7戴日章，吴忠勇。基于 at89c51 单片机的超声波测距系统设计j。计量与测试技术，xx，32（2）：17219. 8牛余朋，基于单片机的高精度超声波测距电路j.电子世界，xx（5）：27229. 9时玮，孟军，刘波，温度修正的超声波测距控制设计。机械工程与自动化，xx，12. 10马忠梅，单片机的 c 语言应用程序设计，北京：航空航天大学出版社，xx。 学生（签名）： 年 月 日 对开题报告的审查意见 指导教师意见 1.对“文献综述”的评语： 2.对研究方案的评价和对研究结果的预测： 指导教师（签