1、海口經濟學院信息工程學院通信工程專業畢業設計開 題 報 告課題題目：基于單片機超聲波測距系統的 設計和實現 姓 名： 某某某 學 號： 年級專業： 2010級通信工程 學 期： 第7學期 指導教師： 某 某 某 職 稱： 教授 開題時間： 2014.3.11 海口經濟學院信息工程學院本科畢業設計開題報告題 目 基于單片機超聲波測距系統的設計和實現1、 選題目的及意義超聲波在測距方面具有以下突出的優點： （1）環境介質可為空氣、液體或固體等，適用范圍廣泛； （2）對外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾強等惡 劣環境中，可以降低勞動強度；

2、0;（3）超聲波傳感器結構簡單，體積小，費用低，信息處理簡單可靠，易于小型化和集成化； 由于超聲波具有以上特點被廣泛應用于測量物體的距離、厚度、液位等領域。在超聲波探傷、自動泊車系統和倒車雷達系統中，超聲波測距有其重要的應用。隨著雷達技術、激光技術、電子技術的發展，超聲波技術也得到和不斷的更新和發展，超聲波技術己經從最初的理論研究發展到大范圍地應用在無損探傷、測溫、測距、流量測量、液體成分測量、巖體檢測等方面。在這期間，超聲波技術不斷得到完善并趨于成熟，與發達國家相比，目前我國所研制出的超聲波測距系統在性能方面有了很大的改善，但在精度等方面仍然很落后。高速度和高效率是現代化工業的標志

3、，這些都是建立在高質量的基礎之上，精度作為高質量的一個重要指標，需要加大力度對其進行研究。另外，我國正在使用的高精度超聲測距系統大多從國外進口，很大程度制約了工業的發展，增加了工業生產線投資成本，由于工業發展以及經濟成本的制約，在超聲波測距系統的研制和使用方面我國迫切的需要加大國產化的力度。因此，為了使我國的工業化生產與裝配立足國內、走向世界，對超聲波測距系統精度和實時性問題進行研究具有很高的實際意義。二、選題設計的思路和方案1、設計思路 根據所收集的單片機有關方面的資料，對所需設計的系統進行初步分析，選擇最有效的單片機系統，進一步對測量系統進行構架，畫出測量原理圖，根據原理圖 畫出

4、結構圖，并完善其內部結構。并對整個系統進行檢測，逐步完善整個測量系統， 直至測量精度達到要求2、設計方案2.1 總體方案設計： 根據所收集的單片機有關方面的資料，對所需設計的系統進行初步分析，選擇最有效的單片機系統，進一步對測量系統進行構架，畫出測量原理圖，根據原理圖 畫出結構圖，并完善其內部結構。并對整個系統進行檢測，逐步完善整個測量系統， 直至測量精度達到要求。 本系統采用超聲波往返時間檢測法，其原理是：   超聲波從超聲波發射器發出，到達待測距離的物體后反射，最后被超聲波接收器接收。這之間的往返時間為t，超聲波在空氣中的傳播速度

5、為v，所以根據物理學可知：待測距離為：L=vt/2   往返時間t很容易測量，超聲波在空氣中的傳播速度可由如下公式直接算出：     v=331.4+0.607T (T為測量環境溫度)本超聲波測距系統的結構由以下幾部分構成：單片機控制單元，超聲波發射器， 超聲波接收器，測溫電路，顯示電路，報警電路。 單片機控制單元發出40kHZ的方波信號，信號傳輸至發射換能器，將方波信號 轉換為超聲波信號超聲波發射器由多諧振蕩器和功率放大器組成，負責發射超聲波信號。超聲波接收器由回波放大接收

6、電路及比較電路組成，回波放大接收電路負責將 返回的超聲波接收并進行放大處理，比較電路負責對放大后的信號進行分析處理     測溫電路由溫度傳感器組成，負責測量周圍環境溫度，以測出該環境下的超聲 波傳輸速度   顯示電路選擇使用LED發光二極管構成的LCD液晶顯示屏。驅動方式有動態驅動和靜態驅動兩種選擇，可根據需要進行選擇。   報警電路由一個運算放大器，一個發光二極管組成。如果出現如距離過遠或干擾過大等接收不到返回信號的情況，報警電路工作，發光二極管亮起，出現警報。

7、 設計的簡易結構圖如下    2.2 硬件設計：單片機的超聲波測距儀采用51單片機+HC-SR04超聲波傳感器+WT588D語音芯片+數碼管顯示+蜂鳴器設計而成三、選題相關支持條件（理論知識、軟件及硬件條件等）1、理論知識：通過圖書館、網絡查閱基于單片機超聲波測距系統的設計和實現相關的文獻，以及從教材中總結。2、硬件條件：51單片機，結合自用的電腦、筆記本。四、選題預期達到的目標1.通過語音模塊播放出超聲波測到的當前距離，例語音內容為“3.93米”。 2.每3秒自動播放一次3.當超出超聲波的量程時會播放“已超出量程”。4.測量范圍：2cm-4m

8、。五、進度安排（描述具體年月區間的研究進度及內容等）：1. 2013年9月29日至10月12日，學生選題，確定指導教師；2. 2013年10月13日至12月31日，學生在與指導教師充分溝通的基礎上，確定畢業設計題目，對畢業設計（論文）背景調查及資料進行收集整理，并在此基礎上撰寫、確定開題報告；3. 2014年3月11日：開題答辯，通過后開始進行相關資料、技術、項目的準備工作；4. 第4周至第5周（3月16日至29日）：學習相關開發工具同時查閱本次設計相關論文資料就本次設計進行需求分析 ；5. 第6周至第9周（3月30日至4月26日）：進行畢業實習，并根據分析階段所獲得相關文檔進行設計，并初步完成各個模塊的相關功能；6. 第9周（4月20日至26日）：中期檢查；7. 第10周至第11周（4月27日至5月10日）：測試并完成各功能模塊,形成可運行的系統，并準備各項相關材料，書寫畢業設計（論文）；8. 第12周（5月11日