基于单片机超声波测距系统的设计和实现(开题报告)
基于单片机超声波测距系统的设计和实现
基于单片机超声波测距系统的设计和实现超声波测距系统是利用超声波传播速度较快的特性，通过发射超声波并接收其回波来测量距离的一种常见的测距方式。
在本文中，我们将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计和实现。
一、系统设计原理超声波测距系统主要由超声波发射器、超声波接收器、单片机和显示器组成。
其工作原理如下：1.发送超声波信号：超声波发射器通过单片机控制，向外发射超声波信号。
超声波的发射频率通常在40kHz左右，适合在空气中传播。
2.接收回波信号：超声波接收器接收到回波信号后，将信号经过放大和滤波处理后送入单片机。
3.距离计算：单片机通过测量超声波发射和接收的时间差来计算距离。
以声速343m/s为例，超声波的往返时间与距离之间的关系为：距离=时间差×声速/2、通过单片机上的计时器和计数器来测量时间差。
4.数据显示：单片机将计算得到的距离数据通过显示器显示出来，实时展示被测物体与超声波传感器之间的距离。
二、系统设计步骤1.系统硬件设计：选择合适的超声波模块，其具有超声波发射器和接收器功能，并可通过接口与单片机连接。
设计好电源电路以及超声波传感器与单片机之间的连接方式。
2.系统软件设计：根据单片机的型号和编程语言，编写相应的程序。
包括超声波信号的发射和接收控制，计时和计数功能的编程，距离计算和数据显示的实现。
3.硬件连接和调试：将硬件连接好后，对系统进行调试。
包括超声波模块与单片机的连接是否正确，超声波信号的发射和接收是否正常，计时和计数功能是否准确等。
5.优化和改进：根据实际测试结果，对系统进行优化和改进。
如增加滤波和放大电路以提高信号质量，调整超声波模块的发射频率，改进显示方式等。
三、系统实现效果完成以上设计和实施后，我们可以得到一个基于单片机的超声波测距系统。
该系统使用简单，测距精度高，响应速度快，适用于各种距离测量的应用场景。
同时，该系统还可根据具体需求进行各种改进和扩展，如与其他传感器结合使用，增加报警功能等。
基于stm32单片机的超声波测距仪设计报告
基于stm32单片机的超声波测距仪设计报告1. 引言超声波测距仪（Ultrasonic Distance Sensor）是一种常用的测距设备，通过发送超声波脉冲并接收其反射信号来测量目标与测距仪之间的距离。
本报告将详细介绍基于stm32单片机的超声波测距仪的设计过程。
2. 设计原理超声波测距仪的基本原理是利用超声波在空气中的传播速度和反射特性来计算目标物体与测距仪之间的距离。
其中，stm32单片机作为测距仪的控制核心，通过发射超声波脉冲并测量接收到的回波时间来计算距离。
2.1 超声波传播速度超声波在空气中的传播速度约为340m/s，可以通过测量超声波往返的时间来计算出距离。
2.2 超声波反射信号当超声波遇到障碍物时，会产生反射信号，测距仪接收到这些反射信号并测量其时间差，再通过计算即可得到距离。
3. 硬件设计本设计使用stm32单片机作为核心控制器，并搭配超声波发射器和接收器模块。
3.1 超声波发射器超声波发射器负责产生超声波脉冲，并将脉冲信号发送到待测物体。
3.2 超声波接收器超声波接收器负责接收从物体反射回来的超声波信号，并将其转换为电信号。
3.3 stm32单片机stm32单片机作为测距仪的核心控制器，负责发射超声波脉冲、接收反射信号并计算距离。
4. 软件设计本设计涉及的软件设计包括超声波信号发射、接收信号处理和距离计算等。
4.1 超声波信号发射使用stm32单片机的GPIO口控制超声波发射模块，产生一定频率和周期的脉冲信号。
4.2 接收信号处理通过stm32单片机的ADC模块，将超声波接收器接收到的模拟信号转换为数字信号，并对信号进行处理和滤波。
4.3 距离计算根据接收到的超声波反射信号的时间差，结合超声波的传播速度，使用合适的算法计算出距离。
5. 实验结果与分析经过实际测试，基于stm32单片机的超声波测距仪达到了预期的效果。
能够精确测量目标与测距仪之间的距离，并显示在相关的显示设备上。
基于单片机控制的超声波测距系统的设计
基于单片机控制的超声波测距系统的设计一、概述。
超声波测距技术是一种广泛应用的测距技术，它能够非常精确地测量物体到传感器的距离。
本文介绍的基于单片机控制的超声波测距系统主要由控制模块、信号处理模块和驱动模块三部分组成。
其中，控制模块主要实现超声波信号的发射与接收，信号处理模块主要实现对测量结果的处理和计算，驱动模块主要实现对LED灯的控制。
二、硬件设计。
1.超声波发射模块：采用 SR04 超声波发射传感器，并通过单片机的PWM 输出控制 SR04 的 trig 引脚实现超声波信号的发射。
2.超声波接收模块：采用SR04超声波接收传感器，通过单片机的外部中断实现对超声波信号的接收。
3.控制模块：采用STM32F103单片机，通过PWM输出控制超声波发射信号，并通过外部中断接收超声波接收信号。
4.信号处理模块：采用MAX232接口芯片，将单片机的串口输出转换成RS232信号，通过串口与上位机进行通信实现测量结果的处理和计算。
5.驱动模块：采用LED灯，通过单片机的GPIO输出控制LED灯的亮灭。
三、软件设计。
1.控制模块：编写程序实现超声波信号的发射与接收。
其中，超声波发射信号的周期为 10us，超声波接收信号的周期为 25ms。
超声波接收信号的处理过程如下：（1）当 trig 引脚置高时，等待 10us。
（2）当 trig 引脚置低时，等待 echo 引脚为高电平，即等待超声波信号的回波。
（3）当 echo 引脚为高电平时，开始计时，直到 echo 引脚为低电平时，停止计时。
（4）根据计时结果计算物体到传感器的距离，将结果通过串口输出。
2.信号处理模块：编写程序实现接收计算结果，并将结果通过串口与上位机进行通信。
具体步骤如下：（1）等待串口接收数据。
（2）当接收到数据时，将数据转换成浮点数格式。
（3）根据测量结果控制LED灯的亮灭。
以上就是基于单片机控制的超声波测距系统的设计。
该系统能够通过精确测量物体到传感器的距离并对测量结果进行处理和计算，能够广泛应用于各种实际场合。
超声波测距系统的设计【开题报告】
开题报告电子信息工程超声波测距系统的设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义现在认为，超声波最先是从1876年F.Galton的气哨实验开始，这是人类首次产生高频声波。
在以后30年内，人们对超声波仍然了解的比较少，发展较为缓慢，对超声波研究没有非常重视。
接着在第一次世界大战中，超声波的研究慢慢的受到各国的重视。
这时期法国人Langevin使用了一种晶体传感器，并使其在水下接收一些相对较低频率的超声波，并且提出是否可以使用超声波对水中的潜艇进行检测或者在水下利用超声波进行通信。
在1929年，前苏联科学家Sokolov最先提出了利用超声波探进行检查金属物内部是否存在缺陷的想法。
在间隔两年后，德国人Mulhauser获准一项关于超声检测方法的德国专利，但是他却没有在这方面进行深入的探索研究。
在1934年Sokolov发表了关于超声波在液体槽子里用穿透法作实物试验的结果，使用了多种方法用来检测穿过试验物品的超声波中含有的能量，在这些方法中最为简单的是使用光学方法观察液体表面由超声波形成的波纹的大小。
之后德国人Bergrnann发布了关于超声波的经典著作《uLTRAsoNIC》，在该著作中对超声波早期的大量资料进行了详细的论述，这本著作也一直被认为是超声波领域中的经典之一。
美国的Firestone和英国的Sproulels两人对超声波脉冲回波探伤仪进行了首次介绍，并使超声波检测技术发展到了更为重要的一个阶段。
在各种各样的超声波检测系统中，这是最为成功的一种检测系统，因为它具有最广泛的代表性，而且其检测结果也是最容易解释的。
这种方法除了可用于手工检测外，还可以和各种先进的系统进行联用。
直至当前，在超声无损检测中，脉冲回波系统仍然是应用最为广泛的一种。
在50年代由于雷达的快速发展大大的促进了超声波技术的发展；而后随着电子技术的不断快速发展，又使超声波的发展有了一次快速的飞跃。
超声波被广泛的应用于医疗诊断、无损检测及工业控制中。
基于单片机的超声波测距倒车雷达设计开题报告
随着社会的不断发展，尤其是近几年来，汽车已逐渐成为人们不可或缺的交通工具。然而，由于汽车的普及，因汽车所萌生的一系列问题正渐渐凸显出来。
倒车，是每位驾驶员都必须掌握的技能，如同前行一样需要小心谨慎，每年都有倒车引起事故的报道，轻则对自己的车和他人的财物造成损伤，重则可能危及人的性命，尤其是对儿童危害较大，他们体型较小，仅从后视镜来获取视野指导倒车仍有可能会对让们造成伤害。现如今后视镜已越来越不能满足人们安全倒车的需求了。
指导文件5：
毕业设计（论文）开题报告
题目（中文）基于单片机的超声波测距倒车雷达设计
（英文）Based on Singlechip ultrasonic ranging reverse
radar design
课题类型课题来源
基于单片机的超声波测距系统的设计
基于单片机的超声波测距系统的设计引言超声波测距技术是一种常用的非接触式测距方法，广泛应用于工业自动化、无人驾驶、智能家居等领域。
本文将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计原理和实现方法，以及其在实际应用中的优势和局限性。
一、设计原理基于单片机的超声波测距系统主要由超声波发射器、接收器、单片机和显示装置组成。
其工作原理如下：1.1 超声波发射器发射超声波信号，信号经过空气传播后，被目标物体反射返回。
1.2 超声波接收器接收到反射的超声波信号，并将信号转化为电信号。
1.3 单片机通过IO口控制超声波发射器的工作频率和接收器的工作模式，实现信号的发射和接收。
1.4 单片机通过计算超声波信号的往返时间，即可得到目标物体与传感器之间的距离。
1.5 显示装置将测得的距离信息显示出来，供用户参考和使用。
二、系统设计与实现2.1 硬件设计超声波发射器和接收器的选型是系统设计的关键。
通常情况下，超声波发射器和接收器的工作频率应匹配，常用的频率有40kHz和50kHz。
此外，还需选择合适的单片机和显示装置。
2.2 软件设计软件设计主要包括超声波信号的发射和接收控制以及距离计算等功能。
通过编程，可以实现以下功能：2.2.1 控制超声波发射器的工作频率和接收器的工作模式。
2.2.2 通过IO口读取接收器接收到的信号，并将其转化为数字信号。
2.2.3 使用定时器测量超声波信号的往返时间。
2.2.4 根据往返时间计算目标物体与传感器之间的距离。
2.2.5 将测得的距离信息显示在显示装置上。
三、系统优势基于单片机的超声波测距系统具有以下优势：3.1 非接触式测距：超声波测距系统可以实现对目标物体的非接触式测距，无需直接接触目标物体，避免了传感器与目标物体之间的摩擦和磨损。
3.2 高精度：超声波测距系统通过测量超声波信号的往返时间，可以实现较高的测距精度，通常可达到毫米级别。
3.3 快速响应：超声波测距系统的测量速度快，响应时间短，适用于需要快速测量的应用场景。
超声波测距仪开题报告
超声波测距仪开题报告一、项目背景超声波测距仪是一种利用超声波技术测量距离的仪器，广泛应用于工业自动化、机器人导航、智能家居等领域。
超声波测距仪通过发射超声波信号并接收其回波信号来计算距离。
该技术具有测距范围广、精度高、响应速度快等优点，因此在各行各业都有潜在的应用需求。
本项目旨在设计一个基于超声波技术的简易测距仪原型，通过学习超声波原理、硬件电路设计和软件编程等知识，实现一个能够准确测量距离的设备。
通过该项目的实施，可以深入了解超声波测距的原理和应用，同时提高自身在电子设计和嵌入式系统开发等方面的技能。
二、项目目标1.设计一个简易的超声波测距仪原型，能够准确测量距离。
2.学习并掌握超声波测距的原理，理解超声波信号的发射、接收和处理过程。
3.学习并掌握相关硬件电路设计知识，包括超声波传感器的选型、信号放大与滤波等。
4.学习并掌握嵌入式系统开发技术，包括单片机的选择与编程、传感器数据的采集与处理等。
5.实现一定程度的功能拓展，如显示测距结果、实时监测、报警等。
三、项目计划与进度安排第一阶段：调研与准备（2天）在第一阶段，我们将进行超声波测距技术的调研与准备工作。
具体计划如下：1.研究超声波测距的原理，了解超声波信号的特点和应用场景。
2.调研市场上已有的超声波测距仪产品，分析其技术特点和功能。
3.研究超声波传感器的选型原则，并根据项目需求选择合适的传感器。
4.学习相关的硬件电路设计知识，为后续的电路设计做准备。
第二阶段：硬件设计与实施（5天）在第二阶段，我们将进行硬件电路设计与实施的工作。
具体计划如下：1.根据项目需求和选定的超声波传感器，设计相应的硬件电路。
2.硬件电路设计包括超声波传感器的接口电路设计、信号放大与滤波电路设计等。
3.购买所需的元器件，并进行电路的实际搭建与测试。
第三阶段：嵌入式系统开发与调试（7天）在第三阶段，我们将进行嵌入式系统开发与调试的工作。
具体计划如下：1.根据项目需求和硬件电路设计，选择合适的单片机进行开发。
基于单片机的超声波测距开题报告
基于单片机的超声波测距开题报告毕业论文（设计）开题报告题目基于单片机的超声波测距1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。
随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。
超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。
超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。
正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。
随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。
一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。
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，如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。
2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施利用单片机控制超声波测距，发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t,由2/vts 即可算出被测物体的距离。
毕业设计开题报告基于51单片机的超声波测距系统设计实现
（3）单片机实现测距原理
单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差tr，然后求出距离S＝Ct／2，式中的C为超声波波速。
限制该系统的最大可测距离存在4个因素：超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差，可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射／接收的设计方法。由于超声波属于声波范围，其波速C与温度有关
随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善。但是，由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰，因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。这就是我设计超声波测距仪的意义。
（5）超声波检测接收电路
集成电路CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路(如图2-3)。实验证明用CX20106A接收超声波(无信号时输出高电平)，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当更改电容C4的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。
应
用
基于单片机的超声波测距开题报告
基于单片机的超声波测距开题报告毕业论文（设计）开题报告题目基于单片机的超声波测距1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势近年来，随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。
随着经济发展，电子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。
超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。
超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。
正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。
随着科技水平的不断提高，超声波测距技术被广泛应用于人们日常工作和生活之中。
一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的测量，适用于建筑物内部、液位高度的测量等。
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，如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。
2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施利用单片机控制超声波测距，发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t,由2/vts 即可算出被测物体的距离。
基于单片机的超声波测距系统实验报告
基于单片机得超声波测距系统实验报告一、实验目得１、了解超声波测距原理;２.根据超声波测距原理,设计超声波测距器得硬件结构电路;３.对设计得电路进行分析能够产生超声波,实现超声波得发送与接收,从而实现利用超声波方法测量物体间得距离;4.以数字得形式显示所测量得距离;5、用蜂鸣器与发光二极管实现报警功能、二、实验内容1、认真研究有关理论知识并大量查阅相关资料,确定系统得总体设计方案,设计出系统框图;2.决定各项参数所需要得硬件设施,完成电路得理论分析与电路模型构造。
3。
对各单元模块进行调试与验证;４、对单元模块进行整合,整体调试;5.完成原理图设计与硬件制作;6.编写程序与整体调试电路;7。
写出实验报告并交于老师验收。
三、实验原理超声波测距就是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射得回波,从而测出发射与接收回波得时间差t,然后求出距S=Cｔ/2,式中得C为超声波波速。
由于超声波也就是一种声波,其声速C与温度有关。
在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速就是基本不变得。
如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿得方法加以校正、声速确定后,只要测得超声波往返得时间,即可求得距离。
这就就是超声波测距仪得机理,单片机(AT89C51)发出短暂得40kHz信号,经放大后通过超声波换能器输出;反射后得超声波经超声波换能器作为系统得输入,锁相环对此信号锁定,产生锁定信号启动单片机中断程序,得出时间t,再由系统软件对其进行计算、判别后,相应得计算结果被送至LＥD显示电路进行显示、(一)超声波模块原理:超声波模块采用现成得ＨC-SR0４超声波模块,该模块可提供2cm—4０0ｃｍ得非接触式距离感测功能,测距精度可达高到3ｍm、模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
基本工作原理:采用ＩO 口 TRIＧ触发测距,给至少１0us 得高电平信号;模块自动发送 8 个 40khz 得方波,自动检测就是否有信号返回;有信号返回,通过 IＯ口ECHO 输出一个高电平,高电平持续得时间就就是超声波从发射到返回得时间。
(完整版)超声波测距的毕业设计开题报告
历史上使用超声波来测量距离是从第二次世界大战时海军的声纳技术的发展开始。声纳是一种利用声波在水下测定目标距离和运动速度的仪器。经过几个世纪，科学家们对此反复研究，最终发现了超声波的原理。
超声波测距应用于各种工业领域，如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面。超声波作为一种检测技术，采用的是非接触式测量，由于它具有不受外界因素影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单、测量精度高等优点而被广泛应用。这些特点可使测量仪器不受被测介质的影响，大大解决了传统测量仪器存在的问题，比如，在粉尘多情况下对人引起的身体接触伤害，腐蚀性质的被测物对测量仪器腐蚀，触电接触不良造成的误测等。此外该技术对被测元件无磨损，使测量仪器牢固耐用，使用寿命加长，而且还降低了能量耗损，节省人力和劳动的强度。因此，利用超声波检测既迅速、方便、计算简单，又易于实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求。
第 13 周：论文修改；
第 14 周：准备答辩；
第 15 周：答辩。
（1）、根据系统的功能要求确定选用的元器件；
（2）、分配单片机各个P口地址，以连接对应的元器件，方便控制；
（3）、利用DXP软件构建系统的硬件图；
2、确定软件部分的设计方案:
（1）、确定各部分模块对应要实现的功能，并根据连接图写出对应程序中对应的控制信息，便于软件编写；
（2）、用keil软件编写程序，对应各模块功能模块化编写，便于程序的检查和调试；
计量学在制造业中越来越重要。直接在机器上测量尤其能推动制造业的发展。目前为止大部分还是采用视觉的或触觉的测量方法。但是墙的厚度就不能用这些来测量，因此德国人把超声系统结合到机器设计出了测距方法。随着超声波的发展，早在2000年时英国人就设计出了可观察、识别并测距的超声波集成系统。
基于单片机的超声测距系统的开题报告
基于单片机的超声测距系统的开题报告一、研究背景超声测距技术以其精度高、测量范围广等特点，在物体测距、障碍检测、机器人导航等领域得到了广泛应用。
其中，基于单片机的超声测距系统因其结构简单、成本低廉等优点备受关注。
二、研究意义本课题旨在设计和实现一种基于单片机的超声测距系统，可以应用于各种实际场景。
该系统能够快速、准确地测量物体与传感器之间的距离，并能够在实现单片机与外部设备之间的通信的情况下，实现对数据的处理和显示，对于工业自动化、物流仓储等领域有着广泛的应用价值。
三、研究内容1. 系统硬件设计（1）超声波模块的设计与选型（2）信号调理模块的设计（3）单片机模块的设计2. 系统软件设计（1）超声波信号的发射与接收程序（2）数据处理程序（3）通讯程序四、研究方案本课题的研究方案如下：1. 系统硬件设计（1）超声波传感器：选用市面上成熟的超声波传感器，能够稳定工作，且测量精度高；（2）信号调理模块：采用光耦隔离，输入输出恰当的信号波形，通过同步测量，实现测量精度；（3）单片机模块：选用处理速度快，存储空间大，通用性强的单片机，并具有相应的开发软件。
2. 系统软件设计（1）超声波信号的发射与接收程序：通过控制超声波发射器的频率和发射时长进行信号发射，然后通过一定算法求出发射器和接收器之间的时间差，从而计算出距离；（2）数据处理程序：对测量结果进行处理和校准，提高系统的测量精度和稳定性；（3）通讯程序：实现与上位机或其他设备的通信，可以将测量结果传输给其他设备，或者接收其他设备的指令，实现系统的远程控制或监测。
五、预期成果本课题预期实现一个基于单片机的超声测距系统，能够对物体进行快速、准确的测量，并能够将测量结果传输给其他设备或者通过LCD显示出来，实现了单片机与外部设备之间的通信。
毕业论文开题报告--基于单片机的超声波车间距测量系统设计
2017届毕业设计（论文）开题报告
题目基于单片机的超声波车间距测量系统设计
学院汽车与交通工程学院
专业汽车服务工程 _ 姓名孙彭宇班级 13汽车卓越
指导教师李丽
起止日期 2017年月2至 2017年6月
2017年 2 月23 日
单片机处理单元
显示模块
语音模块
发射电路
检测电路接收电路
发射探头
接收探头
目标物
系统方案设计图
1.查阅相关资料将需要用到的硬件设施基本确定下来
2.学习单片机开发软件，熟悉用户页面，学会操作。
3.设计系统硬件电路包括显示电路、超声波发射电路、超声波检测接收电路和温度补偿电路。
实际的调试过程中，要十分注意发射和接收探头在电路板上的安装位置
4.设计系统软件部分，编写主程序，外部中断子程序，定时器中断子程序，温度补偿子程序。
程序采用先在计算机上进行软件仿真，后灌进单片机中和硬件结合调试。
5.出超声波测距仪硬件实物。
主程序流程示意图
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基于单片机超声波测距仪开题报告
一、工作原理：由超声发射器向被测物体方向发射脉冲式的超声波。
发射器发出一连串超声波后即自行关闭，停止发射。
同时超声接受器开始检测回声信号，定时电路也开始计时。
当超声波遇到物体后，就被反射回来。
等到超声接受器收到回声信号后，定时电路停止计时。
此时定时电路所记录的时间，是从发射超声波开始到收到回声波信号的传播时间。
利用传播时间值，可以换算出被测物体到超声传感器之间的距离。
系统框图：1、超声波发射及接收原理：压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。
超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器；反之，如果两电极问未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器2、显示电路原理：数码管显示器是由发光的二极管显示字段组成的. 数码管显示器有8个发光二极管，其中从a~g管脚输入显示代码，可显示不同的数字或字符，Dp显示小数点共阳极的数码管显示器的公共端为发光二极管的阳极，通常接+5V电源，当发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮。
本设计中采用的是4位七段共阳极数码管显示器，一共具有12个引脚，4个位选端，8个字选端。
四位数码管显示器，有AT89C51的P0口输出。
动态扫描时，有P2口控制当前显示位。
3、复位电路原理：AT89C51复位有一个专用的外部引脚RESET，外部可通过此引脚输入一个正脉冲使单片机复位。
所谓复位，就是强制单片机系统恢复到确定的初始状态，并使系统重新从初始状态开始工作。
本设计采用的是电平式开关与上电复位电路，为了能使运行中的系统，经人工干预，强制系统进行复位。
二、软件流程图：按下开关，单片机初始化，设置定时器，发射超声波并检测是否有超声波返回，如果没有检测到超声波，则返回单片机初始化，如果检测到超声波，则进行外部中断子程序计算距离。
基于单片机的超声波测距系统的设计
基于单片机的超声波测距系统的设计1. 摘要基于单片机的超声波测距系统利用了超声波的频率在20KHZ以上，具有方向性强、耗能慢、传播距离远等优点。
在传感器技术与自动控制技术相结合的测距程序中，超声波测距是最常见的应用之一，被广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑工地和一些工业用地。
本系统的设计主要包含了硬件电路和软件程序两部分。
通过分析超声波测距的基本原理，选用合适的硬件电路部分，并写入相应的控制代码，以实现一个超声波测距系统的设计思路与方案。
在设计中，核心控制单元选用了STC89C52单片机，利用超声波传感器检测出超声波信号从传感器发出、碰到待测物并反射、最后接收器接收到返回的超声波信号这一过程的时间间隔，通过超声波在一定温度下的传播速度，利用公式得出传感器与待测物之间的距离，并将结果通过1602液晶显示出来。
系统还建立了按键模块和声光报警模块，以提升实用性，并建立了温度补偿模块，以提高测距的精确度。
系统采用模块化的结构，主要由温度检测模块、超声波测距模块、独立按键模块和供电电路四部分构成输入部分，由LCD1602显示模块、蜂鸣器、LED构成输出部分，由STC89C52单片机作为中控部分处理输入部分数据并控制输出部分。
通过Proteus仿真软件验证了硬件电路和软件代码设计。
2. 绪论随着科技的不断发展，人们对距离测量的需求日益增长。
在工业自动化、智能交通、机器人导航等领域，精确的距离测量是实现系统智能化和自动化的关键。
超声波测距技术因其非接触、高精度、低成本等优点，成为距离测量的首选方法之一。
基于单片机的超声波测距系统是利用单片机控制超声波的发射和接收，通过计算超声波在空气中传播的时间来测量距离。
相比传统的机械式测距方法，基于单片机的超声波测距系统具有更高的测量精度和更广泛的应用范围。
本文旨在设计一个基于单片机的超声波测距系统，通过研究超声波的特性、传感器的选择、硬件电路的设计和软件程序的编写，实现对目标距离的高精度测量。
基于单片机的超声波测距系统的设计与实现
基于单片机的超声波测距系统的设计与实现超声波测距系统是一种广泛应用于测量距离的技术，它利用超声波的特性进行距离测量。
本文将介绍基于单片机的超声波测距系统的设计与实现。
首先，我们需要了解超声波测距系统的原理。
超声波是一种具有特定频率范围的机械波，它在空气中的传播速度固定为340米/秒。
通过发射和接收超声波，并计算超声波传播的时间差，可以精确测量物体与传感器之间的距离。
接下来，我们将介绍超声波测距系统的设计流程。
首先，我们需要选择合适的超声传感器。
常见的超声波传感器有HC-SR04、JSN-SR04T等，它们具有高频率、高精度和低功耗等特点。
然后，我们需要设计电路连接。
超声波传感器通常需要通过3个引脚与单片机连接：VCC（5V电源）、TRIG（触发信号）和ECHO（接收信号）。
我们可以通过引脚连接图来将它们与单片机的相应引脚连接起来，并通过杜邦线进行连接。
接下来，我们需要编写单片机的程序。
程序的主要功能是触发超声波传感器，并接收回波信号。
我们可以使用定时器/计数器模块来生成适当的触发信号，并使用外部中断模块来接收回波信号。
在接收到回波信号后，我们可以通过计算时间差并使用速度公式（距离=速度*时间）来计算物体与传感器之间的距离。
最后，我们需要运行并测试超声波测距系统。
首先，我们可以在测试环境中放置一个物体，并通过触发超声波传感器来测量物体与传感器之间的距离。
通过在单片机上连接显示模块，我们可以将测量结果显示出来。
在进行实际测量前，我们需要进行一些校准操作，以确保测量结果的准确性。
综上所述，基于单片机的超声波测距系统是一种简单且可靠的距离测量方法。
通过正确选择超声波传感器、合理设计电路连接和编写相应的程序，我们可以很容易地实现超声波测距系统。
希望这篇文章能对读者在实际应用中设计和实现超声波测距系统时有帮助。
基于超声波的距离测量系统的研究及其应用的开题报告
基于超声波的距离测量系统的研究及其应用的开题报告一、研究背景与意义超声波测距技术在工业自动化控制、军事、安全监控等领域中具有广泛应用，并且在近年来的车载雷达、智能家居、机器人等领域也得到了快速的发展。
超声波测量技术通过利用超声波的传播速度和反射原理，可以实现对物体的距离、速度、位置等参数的精确测量，具有测量范围广、测量精度高、不受光照影响等优点。
因此，超声波测距技术的研究具有十分重要的意义。
目前，市面上已经有一些基于超声波的距离测量系统的产品，但是它们存在着一些不足，比如：测距精度不高，测距范围受限，适用场景有限等问题。
因此，需要有一种可以更精准、更灵活、更适应各种场景使用的超声波测距系统，来满足实际需求。
二、研究内容本研究的主要内容包括：1.超声波测距原理与技术研究。
通过理论研究和实验验证，探究超声波传播的特点、超声波测距仿真模型的建立和超声波测距技术的优化等关键问题。
2.基于超声波的距离测量系统设计。
采用单片机、传感器、运放等电子元件，结合超声波传感器的工作原理，设计出一种基于超声波的距离测量系统。
3.系统性能测试与优化。
通过实验测试，对系统的测距精度、测距范围、稳定性等性能进行评估和优化，保证系统的高效稳定运行。
三、预期成果本研究的预期成果包括：1.完成超声波测距技术的理论研究和仿真模型的建立。
2.设计出基于超声波的距离测量系统，并进行实验验证。
3.评估系统的测距精度、测距范围、稳定性等性能，并进行优化。
4.探索超声波测距技术在实际应用场景中的应用，如智能家居、车载雷达、机器人等领域。
四、研究方法1.文献调研法。
系统搜集与超声波测距技术相关的文献资料，综合分析各种测距技术的特点和优缺点，为研究提供参考。
2.实验验证法。
基于超声波测距原理，设计相应的实验方案，利用单片机、传感器、运放等电子元件，搭建出基于超声波的距离测量系统，并对其性能进行实验验证。
3.系统优化法。
针对实验结果，对系统的测距精度、测距范围、稳定性等性能进行分析和评估，并进行适当的优化。
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基于单片机超声波测距系统的设计和实现(开题报告)
海口经济学院信息工程学院通信工程专业毕业设计
开题报告
课题题目：基于单片机超声波测距系统的
设计和实现
姓名：某某某
学号： 201015340325 年级专业： 2010级通信工程
学期：第7学期
指导教师：某某某
职称：教授
开题时间： 2014.3.11
海口经济学院信息工程学院
本科毕业设计开题报告
题目基于单片机超声波测距系统的设计和实现
一、选题目的及意义
超声波在测距方面具有以下突出的优点：
（1）环境介质可为空气、液体或固体等，适用范围广泛；
（2）对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强等恶劣环境中，可以降低劳动强度；
（3）超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，易于小型化和集成化；
由于超声波具有以上特点被广泛应用于测量物体的距离、厚度、液位等领域。
在超声波探伤、自动泊车系统和倒车雷达系统中，超声波测距有其重要的应用。
随着雷达技术、激光技术、电子技术的发展，超声波技术也得到和不断的更新和发展，超声波技术己经从最初的理论研究发展到大范围地应用在无损探伤、测温、测距、流量测量、液体成分测量、岩体检测等方面。
在这期间，超声波技术不断得到完善并趋于成熟，与发达国家相比，目前我国所研制出的超声波测距系统在性能方面有了很大的改善，但在精度等方面仍然很落后。
高速度和高效率是现代化工业的标志，这些都是建立在高质量的基础之上，精度作为高质量的一个重要指标，需要加大力度对其进行研究。
另外，我国正在使用的高精度超声测距系统大多从国外进口，很大程度制约了工业的发展，增加了工业生产线投资成本，由于工业发展以及经济成本的制约，在超声波测距系统的研制和使用方面我国迫切的需要加大国产化的力度。
因此，为了使我国的工业化生产与装配立足国内、走向世界，对超声波测距系统精度和实时性问题进行研究具有很高的实际意义。
二、选题设计的思路和方案
1、设计思路
根据所收集的单片机有关方面的资料，对所需设计的系统进行初步分析，选择最
有效的单片机系统，进一步对测量系统进行构架，画出测量原理图，根据原理图画出结构图，并完善其内部结构。
并对整个系统进行检测，逐步完善整个测量系统，直至测量精度达到要求
2、设计方案
2.1 总体方案设计：
根据所收集的单片机有关方面的资料，对所需设计的系统进行初步分析，选择最有效的单片机系统，进一步对测量系统进行构架，画出测量原理图，根据原理图画出结构图，并完善其内部结构。
并对整个系统进行检测，逐步完善整个测量系统，直至测量精度达到要求。
本系统采用超声波往返时间检测法，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)
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，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
2.2 硬件设计：
单片机的超声波测距仪采用51单片机+HC-SR04超声波传感器+WT588D语音芯片+数码管显示+蜂鸣器设计而成
三、选题相关支持条件（理论知识、软件及硬件条件等）
1、理论知识：
通过图书馆、网络查阅基于单片机超声波测距系统的设计和实现相关的文献，以及从教材中总结。
2、硬件条件：
51单片机，结合自用的电脑、笔记本。
四、选题预期达到的目标
1.通过语音模块播放出超声波测到的当前距离，例语音内容为“3.93米”。
2.每3秒自动播放一次
3.当超出超声波的量程时会播放“已超出量程”。
4.测量范围：2cm--4m。
五、进度安排（描述具体年月区间的研究进度及内容等）：
1. 2013年9月29日至10月12日，学生选题，确定指导教师；
2. 2013年10月13日至12月31日，学生在与指导教师充分沟通的基础上，确定毕业设计题目，对毕业设计（论文）背景调查及资料进行收集整理，并在此基础上撰写、确定开题报告；
3. 2014年3月11日：开题答辩，通过后开始进行相关资料、技术、项目的准备工作；
4. 第4周至第5周（3月16日至29日）：学习相关开发工具同时查阅本次设计相关论文资料就本次设计进行需求分析；
5. 第6周至第9周（3月30日至4月26日）：进行毕业实习，并根据分析阶段所获得相关文档进行设计，并初步完成各个模块的相关功能；
6. 第9周（4月20日至26日）：中期检查；
7. 第10周至第11周（4月27日至5月10日）：测试并完成各功能模块,形成可运行的系统，并准备各项相关材料，书写毕业设计（论文）；
8. 第12周（5月11日至17日）：毕业设计（论文）定稿与装订，指导老师完成评阅意见；
9. 第13周（5月18日至24日）：评阅老师完成评阅（打分）；
10. 第14周（5月28日至30日）：毕业设计答辩。
指导教师意见：
指导教师签名：
年月日专家组意见：
组长签名：
成员签名：
年月日。