超聲波測(cè)距開題報(bào)告(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目名稱 基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距儀學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)1、 選題的目的和意義：超聲波測(cè)距是一種利用聲波特性、電子計(jì)數(shù)、光電開關(guān)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)非接觸式距離測(cè)量的方法。由于超聲波指向性好,能力消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn),因而超聲波經(jīng)常被用于距離的測(cè)量,利用超聲波檢測(cè)距離設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,計(jì)算處理也比較簡(jiǎn)單,并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)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(yīng)用靈活。并且更適合于高溫、高粉塵、高濕度和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)

2、境下工作。無(wú)論從精度還是可靠性方面，超聲波測(cè)距都做得比較好。利用超聲波測(cè)距往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制。具有廣泛的應(yīng)用前景。二、研究概況及發(fā)展趨勢(shì)綜述歷史上使用超聲波來(lái)測(cè)量距離是從第二次世界大戰(zhàn)時(shí)海軍的聲納技術(shù)的發(fā)展開始。聲納是一種利用聲波在水下測(cè)定目標(biāo)距離和運(yùn)動(dòng)速度的儀器。經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)，科學(xué)家們對(duì)此反復(fù)研究，最終發(fā)現(xiàn)了超聲波的原理。超聲波測(cè)距應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如工業(yè)自動(dòng)控制，建筑工程測(cè)量和機(jī)器人視覺(jué)識(shí)別等方面。超聲波作為一種檢測(cè)技術(shù)，采用的是非接觸式測(cè)量，由于它具有不受外界因素影響，對(duì)環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，且操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。這些特點(diǎn)可使測(cè)量?jī)x器不受

3、被測(cè)介質(zhì)的影響，大大解決了傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器存在的問(wèn)題，比如，在粉塵多情況下對(duì)人引起的身體接觸傷害，腐蝕性質(zhì)的被測(cè)物對(duì)測(cè)量?jī)x器腐蝕，觸電接觸不良造成的誤測(cè)等。此外該技術(shù)對(duì)被測(cè)元件無(wú)磨損，使測(cè)量?jī)x器牢固耐用，使用壽命加長(zhǎng)，而且還降低了能量耗損，節(jié)省人力和勞動(dòng)的強(qiáng)度。因此，利用超聲波檢測(cè)既迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單，又易于實(shí)時(shí)控制，在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。然而超聲波測(cè)距在實(shí)際應(yīng)用也有很多局限性。由于超聲波在傳播過(guò)程中，聲壓會(huì)隨距離的增大而呈指數(shù)規(guī)律衰減，遠(yuǎn)目標(biāo)的回波信號(hào)幅度小、信噪比低，用固定閥值的比較器檢測(cè)回波，可能導(dǎo)致越過(guò)門檻的時(shí)間前后移動(dòng)，從而影響計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性，這必然會(huì)影響到測(cè)距的準(zhǔn)確度。另

4、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(guò)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(dǎo)致回波信號(hào)被展寬，也使測(cè)量產(chǎn)生較大的誤差，影響了測(cè)距的分辨率。其他如溫度，風(fēng)速等也會(huì)對(duì)測(cè)量造成一定的影響。計(jì)量學(xué)在制造業(yè)中越來(lái)越重要。直接在機(jī)器上測(cè)量尤其能推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展。目前為止大部分還是采用視覺(jué)的或觸覺(jué)的測(cè)量方法。但是墻的厚度就不能用這些來(lái)測(cè)量，因此德國(guó)人把超聲系統(tǒng)結(jié)合到機(jī)器設(shè)計(jì)出了測(cè)距方法。隨著超聲波的發(fā)展，早在2000年時(shí)英國(guó)人就設(shè)計(jì)出了可觀察、識(shí)別并測(cè)距的超聲波集成系統(tǒng)。三、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題研究目標(biāo)：本設(shè)計(jì)主要采用MCS-51系列單

5、片機(jī)作為主控芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波測(cè)距，數(shù)據(jù)顯示，參數(shù)設(shè)置等功能。研究?jī)?nèi)容:根據(jù)以上設(shè)計(jì)需要，系統(tǒng)擬采用以下技術(shù)方案，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。電源STC89C52主控制器模塊超聲波傳感器模塊按鍵控制4位數(shù)碼管顯示模塊蜂鳴器報(bào)警模塊圖1 系統(tǒng)方框圖 本系統(tǒng)可以通過(guò)超聲波模塊測(cè)量系統(tǒng)到障礙物之間的距離并用數(shù)碼管顯示出來(lái)，用戶還可以通過(guò)按鍵設(shè)置下限報(bào)警距離，假如測(cè)量的距離低于設(shè)置的報(bào)警值則通過(guò)蜂鳴器發(fā)聲提醒用戶超出允許范圍。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題:1、完成鍵盤的設(shè)計(jì)，分配好各個(gè)按鍵輸入對(duì)應(yīng)單片機(jī)各口的控制信息；2、完成數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)具體的控制、提示信息的顯示；3、完成超聲波測(cè)距電路的設(shè)計(jì)，使其

6、能夠準(zhǔn)確測(cè)量距離；四、研究的基本思路和方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)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(jī)各個(gè)P口地址，以連接對(duì)應(yīng)的元器件，方便控制；（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(jì)方案:（1）、確定各部分模塊對(duì)應(yīng)要實(shí)現(xiàn)的功能，并根據(jù)連接圖寫出對(duì)應(yīng)程序中對(duì)應(yīng)的控制信息，便于軟件編寫；（2）、用keil軟件編寫程序，對(duì)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(shí)物設(shè)計(jì)；5、將

7、焊好的電路板反復(fù)進(jìn)行硬件調(diào)試和系統(tǒng)整體調(diào)試，直到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的預(yù)定功能。技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析：1、設(shè)計(jì)用到的設(shè)備和軟件：主要設(shè)備：電腦、單片機(jī)燒寫器軟件：DXP軟件、keil軟件2、利用學(xué)習(xí)過(guò)的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用等知識(shí)，了解超聲波測(cè)距的原理，并選用合適的元器件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。五、進(jìn)度計(jì)劃第1-4周：查閱文獻(xiàn)資料、完成開題報(bào)告；第5-6周：了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的基本概念第 7 周：確定系統(tǒng)方案第8-11周：確定設(shè)備選型及元器清單;第 12 周：撰寫論文；第 13 周：論文修改；第 14 周：準(zhǔn)備答辯；第 15 周：答辯。六、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：1 彭偉.單片

8、機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例.電子工業(yè)出版社.2009年2 吳運(yùn)昌模擬電子線路基礎(chǔ)廣州：華南理工大學(xué)出版社，2004年3 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)北京：高等教育出版社，1997年4 張曉麗等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法北京：機(jī)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(xué)出版社，2004年6 李建忠單片機(jī)原理及應(yīng)用西安：西安電子科技大學(xué)，2002年7 韓志軍等.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社，20048 周潤(rùn)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，20069 馬忠梅等.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)M.北京航空航