超声波测距仪设计开题报告.docx

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超声波测距仪设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名：

学号：

200915220327

专业：

设计（论文）题目：

超声波测距仪

指导教师:

雷兆军

2013

年

3

月

11

日

毕业设计（论文）开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述

文献综述

一研究背景

随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。

但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。

展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，

二研究的目的与意义

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。

利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。

三国内外研究状况

现阶段声纳的发展趋势基本为：

研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。

无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。

随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。

在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。

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四研究的主要内容和方法

超声波测距仪设计方法

整体电路的控制核心为单片机AT89S52。

超声波发射和接收电路中都对相应信号进行整形及放大，以保证测量结果尽可能精确。

超声波探头接OUT口实现超声波的发射和接收。

另外还有温度测量电路测量当时的空气温度，等到把数据送到单片机后使用软件对超声波的传播速度进行调整，使测量精度能够达到要求。

整体结构图包括超声波发射电路,超声波接收电路,单片机电路,显示电路与温度测量电路等几部分模块组成。

而超声波发射与接收电路还要加入放大电路。

在发射后把信号放大，接收前也要把还再次放大。

整体电路结构图如图1

图1超声波测距原理图

单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送LCD12864液晶或数码管显示。

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图2超声波发送原理图

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参考文献

[1]黄智伟.全国大学生电子设计竟赛系统设计[M].北京航空航天大学出版社,2006.

[2]张永瑞.电子测量技术基础[M].西安电子科技大学出版社,1994.

[3]汪德彪.MCS-51单片机原理及接口技术[M].电子工业出版社,2007.

[4]徐英慧,等.ARM嵌入式系统设计———基于S3C2410与Linux[M].北京航空航天大学出版社,2007.

[5]孙琼.嵌入式Linux应用程序开发详解[M].人民邮电出版社,2006.

[6]马忠梅,李善平,等.ARM&Linux嵌入式系统教程[M].北京航空航天大学出版社,2004.

[7]王其民.Linux实务操作及程序应用[M].中国青年出版社,2001.

[8]张谦琳.超声波检测原理和方法.北京：

中国科技大学出版社，1993.10

[9]九州.放大电路实用设计手册.沈阳：

辽宁科学技术出版社，2002.5

[10]樊昌元，丁义元.高精度测距雷达研究.电子测量与仪器学报，2000.10

[11]苏伟，巩壁建.超声波测距误差分析.传感器技术，2004.

[12]永学等.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20及应用.电子产品世界，2003.12

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本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）

一研究或解决的问题

多路遥控开关的实现

二拟采用的研究手段

方案1：

利用分立模块的超声波测距仪

系统包括超声波测距模组、LED数码显示模组、驱动模组控制模组及电源五部分。

　　超声波测距模块主要由发射部分和接收部分组成，超声波的发射受主控制器控制；超声波换能器谐振在40KHz的频率，模块上带有40KHz方波产生电路。

　　显示模块是一个8位段数码显示的LCD；测量结果的显示用到三位数字段码，格式为X点XX米，同时还用两位数字段码显示数据的个数。

　　电源采用9V的DC电源输入，经稳压管后得出5V以及3.3V的电源供系统各部分电路使用。

方案2：

采用AT89S52单片机

根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89S52单片机作为主控制器，用LED数码管显示，超声波驱动信号用单片机发出和接收。

超声波测距原理，即超声波发生器T在某一时刻发出的一个超声波信号，当超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收。

这样只要计算出发出信号到接收返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。

超声波发生器可以分为两类：

一类是用电气方式产生超声波，另一类是用机械方式产生超声波。

本课题属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。

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指导教师意见：

1．对“文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

2013

年

03

月

26

日

指导教师：

所在专业审查意见：

负责人：

年

月

日