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 教学服务中心制表 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较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面达到很高的要求。

超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，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成本较高、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，并且成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠。

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达到百米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。

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较小，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 AT89C52 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分离设计，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)控制部分。

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，进行答辩。

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。2004.[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，2004.[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。单片机试验与实践教程（三）。北京：北京航空航天大学出版社，2006.[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，2002.[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，2005，32（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，2005（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，2005，12.[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，2007。

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（签名）：

年 月 日

专业审查意见：（主要对题目难度、工作量、准备工作、方案设计给出评价）负责人（签名）：

年 月 日 系审批意见：

负责人（签名）：

年 月 日 注：栏目空间不够可另加附页。

基于单片机自动灌溉系统设计(开题报告)

基于单片机电子琴设计与实现开题报告

基于单片机控制搬运机器人开题报告7页

单片机课程设计作息时间控制器设计报告

毕业论文（设计）开题报告