超声波测距开题报告

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1、山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告题目基于AT89C51单片机超声波测距系统设计学院名称信息与电气工程学院专业班级电气工程及其自动化08—2学生姓名杜辉学号200801100202指导教师陈旭填表时间：2012年4月6日9填表说明1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。4.参考文献不少于8篇，

2、其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。9设计（论文）题目单片机超声波测距系统设计设计（论文）类型（划“√”）工程实际科研项目实验室建设理论研究其它√一、本课题的研究目的和意义随着超声波测距系统在科学领域以及生产领域的应用越来越广泛，怎样提高超声波系统的实用性和智能性成为现如今超声波测距系统的主要研究和发展方向。但就目前的技术水平来说，现如今所用的超声波测距系统还不完全成熟，因此，一是要提高其测量精度；二是要实现数据检测方面的快捷性、

3、简便性、实时性，使设计出的新型超声波测距系统能真正意义上的体现其智能性及实用性。由于理论及技术方面的限制，本设计仅就基于矿井勘探方向的超声波测距系统进行设计。在矿井勘探方面，不仅要实现长距离的测距，同时测量精度方面也必须达到相应要求，而且也要考虑测量环境等因素对测量结果的影响。因此，迅速且保持一定精度地测量矿井内部各部分的距离是此设计的目的。传统的井深测量方式有两种：一是收敛计人工测量法，该方法对于测量井深费时费力，并且测量精度一般；二是采用激光探测法，该方法虽然测量精度很高，但需要大型的激光发射装置

4、，代价昂贵。本设计采用单片机系统测量矿井深度，测量精度方面没有激光测量法高，测量速度也不如激光测量法快，但和前两种测量方法相比之下有两个优点：一是测量方便，设计出的单片机测距系统，体积小，在井下运输方便，且单片机程序可反复擦洗，使该系统可应对各方面，各种情况的测量；二是单片机测距系统，成本低廉，且不易损坏，非常适用于井下相对来说比较恶劣的测量环境。综上所述，对于现在的社会发展情况来看，单片机测距系统更适用于现在的市场。9一、本课题的主要研究内容（提纲）(1)设计基本原理的确定。本系统采用超声波往返时间

5、检测法，其原理是：超声波从超声波发射器发出，到达待测距离的物体后反射，最后被超声波接收器接收。这之间的往返时间为t，超声波在空气中的传播速度为v，所以根据物理学可知：待测距离为L=vt/2。往返时间t很容易测量，超声波在空气中的传播速度可由如下公式直接算出：v=331.4+0.607T（T为测量环境温度）(2)设计基本方案的拟定。本超声波测距系统的结构由以下几部分构成：单片机控制单元，超声波发射器，超声波接收器，测温电路，显示电路，报警电路。单片机控制单元发出40kHZ的方波信号，信号传输至发射换能器

6、，将方波信号转换为超声波信号。超声波发射器由多谐振荡器和功率放大器组成，负责发射超声波信号。超声波接收器由回波放大接收电路及比较电路组成，回波放大接收电路负责将返回的超声波接收并进行放大处理，比较电路负责对放大后的信号进行分析处理。测温电路由温度传感器组成，负责测量周围环境温度，以测出该环境下的超声波传输速度。显示电路选择使用LED发光二极管构成的LCD液晶显示屏。驱动方式有动态驱动和静态驱动两种选择，可根据需要进行选择。报警电路由一个运算放大器，一个发光二极管组成。如果出现如距离过远或干扰过大等接收

7、不到返回信号的情况，报警电路工作，发光二极管亮起，出现警报。设计的简易结构图如下：9显示电路报警电路单片机控制单元超声波发射器超声波接收器测温电路待测物体(3)单片机系统的选择。单片机的种类多种多样，经过测量环境、制作成本、使用年限各方面综合分析，本设计采用测量精度一般（本设计实现的矿井内距离测量不需要特别高的精度），但性能相对较好，功耗相对较低的AT89C51单片机。AT89C51单片机内含4kB的只读程序存储器ROM（可反复擦写，修改方便）及128B的随机存储器RAM，对于只要求测量矿井内部各部分

8、距离的测距系统来说，存储量足够使用。由于AT89C51单片机内部结构相对简单，因此能实现快速测量，而且使用相对方便。在编程方面，AT89C51单片机即可按照常规方式进行编程，也可进行在线编程，且可反复擦洗的程序存储器也能方便的进行程序修改，且比不可擦洗的存储系统大大降低了其成本。综上所述，本设计采用AT89C51单片机。(4)测量系统的详细设计。1.测量系统的各部分结构单元的具体结构图及连接方式，写出该部分功能的实现方式。2.编写程序。(5)数据校验。采