基于单片机的超声测距仪毕业设计开题报告
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【文章标题】基于STM32单片机的超声波测距仪设计报告【引言】超声波测距是一种常见且有效的测量方法，被广泛应用于工业控制、自动化、智能家居等领域。
本文将深入讨论基于STM32单片机的超声波测距仪的设计原理、硬件搭建和软件编程，并分享对该设计的观点和理解。
【简介】1. 超声波测距原理简介（可使用子标题，如1.1）- 超声波的特性与应用- 超声波传感器原理及工作方式2. 设计方案（可使用子标题，如2.1）- 系统框图：硬件模块与连接方式- 所需材料清单及器件参数选择【正文】1. 超声波传感器的选型与特性比较（可使用子标题，如1.1）1.1 超声波传感器的种类与特点1.2 STM32单片机与超声波传感器的配合选择理由与原则2. 硬件电路设计与搭建（可使用子标题，如2.1）2.1 超声波发射电路设计与实现2.2 超声波接收电路设计与实现2.3 STM32单片机与超声波传感器的连接方法及引脚映射3. 软件编程实现（可使用子标题，如3.1）3.1 STM32单片机开发环境配置与准备3.2 程序框架和流程设计3.3 超声波信号处理与距离计算算法【总结】1. 设计成果总结与优缺点评价- 设计成果与功能实现总结- 设计过程中的挑战与解决方案- 设计的优点与改进空间2. 对基于STM32单片机的超声波测距仪设计的观点和理解- 本设计在硬件搭建和软件编程方面充分利用了STM32单片机的性能与功能- 超声波测距仪在工业自动化和智能家居等领域具有广阔应用前景 - 未来可以进一步提升设计的灵活性和可扩展性【参考资料】- 张三: 《超声波测距原理与应用技术》，出版社，2018年- 李四: 《STM32单片机与嵌入式系统设计》，出版社，2019年以上是本文基于STM32单片机的超声波测距仪设计报告，对这个主题的观点和理解。
希望这篇文章内容全面、深入，并能帮助您对超声波测距仪设计有更深刻的理解。
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。
基于单片机的超声测距仪设计开题报告(标准格式)
毕业设计（论文）开题报告
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，负责测量四周环境温度，以测出该环境下的超声
波传输速度
显示电路选择运用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，可依据须要进行选择。
报警电路由一个运算放大器，一个发光二极管组成。
假如出现如距离过远或干
扰过大等接收不到返回信号的状况，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
4、探讨思路和方法
依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，依据原理图
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。
5、解决的关键问题
设计出以单片机为核心限制声波测距仪系统，在广泛借鉴了各种设计的优点的同时，充分考虑设计中的各个环节，运用温度传感器精确测量出测距时的温度，计算出当时的声速速度；可较精确测量距离，并用LCD或LED显示测量数值，设置必要的爱护功能。
其中拟解决的关键问题：
1.超声波放射与接收电路的设计；
2.如何将测温电路返回的数据精确传递到LCD显示单元；
3.显示电路选择什么样的反向驱动器驱动PC口作为LCD的位选限制口来提高其显示亮度，使设计更完善；
4.单片机的复位电路是运用上电自动复位的方式还是运用按键电平复位的方式；
方案初步拟定:
单片机系统:AT89C52单片机。
基于单片机的超声波测距系统设计毕业设计报告
毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：基于单片机的超声波测距系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日北华航天工业学院电子工程系毕业设计（论文）任务书指导教师：教研室主任：系主任：摘要超声波是指频率在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。
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。
52单片机超声波测距系统-毕业设计(论文)开题报告
本科毕业设计(论文) 开题报告（含论文综述）学院：机械与控制工程学院所属教研室：自动化教研室课题名称：超声波测距系统专业(方向)：）班级：学号：30学生：指导教师：职称：开题日期：2013年3月11日就是所谓的时间差测距法。
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。
由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。
测距的公式表示为：L=C×T式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，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。
由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。
在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度，但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。
前人通过分析超声波测距误差产生的原因，提高测量时间差到微秒级，以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后，设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。
超声波测距误差分析如下：根据超声波测距公式L=C×T，可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。
时间误差当要求测距误差小于1mm时，假设已知超声波速度C=344m/s (20℃室温)，忽略声速的传播误差。
测距误差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907μs。
在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于1mm的误差。
使用的12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。
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
毕业设计开题报告—超声波测距
毕业设计(论文)开题报告学生：学号：所在学院：专业：通信工程设计(论文)题目：基于STM32的超声波测距仪指导教师：2014年2月25日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）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。
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及所在专业审查后生效；2．开题报告容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
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、课题研究背景、目的和意义传感器技术是现代信息技术的主要容之一，信息技术主要包括计算机技术、通信技术和传感器技术，计算机技术相当于人的大脑，通信相当于人的神经，而传感器就相当于人的感官。
比如温度传感器、光电传感器、湿度传感器、超声波传感器、红外线传感器、压力传感器等等，其中超声波传感器在测量方面有着广泛、普遍的应用。
利用单片机控制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，并且测量精度较高。
超声波测距是一种典型的非接触测量方式。
超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。
且超声波测距系统结构简单、电路易实现、成本低、速度快，所以在工业自动控制、建筑工程测量和机器人视觉识别等领域应用非常广泛。
超声波测距仪的设计 开题报告
1 课题来源及研究的目的及意义超声波是一种频率在20kHz以上的机械波，在空气中的传播速度约为340m/s（20℃）。
由于超声波测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色的影响，比其他仪器更卫生，具有不污染、高可靠、长寿命等特点，被广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、污水处理厂、食品、水文、等行业中，可在不同环境中进行距离的准确度在线标定，可直接用于水酒精、糖等液位控制，能达到工业实用的指标要求。
还可以用于移动机器人的视觉系统中，这样可使机器人自动躲避障碍物行走，及时获得障碍物的位置信息，同时超声波测距系统具有以上的这些特点，在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛应用[1]。
超声波测距仪利用超声波收发探头测量仪器到墙面或其他固定物体的距离，并通过液晶屏显示出来，在实现功能的基础上，尽可能提高测量精度。
测量精度要达到分米级。
2 国内外在该方向的研究现状及分析目前国际国内，在超声波测距方面的研究方向和水平的不同，主要体现在对测距原理、超声波信号处理方法和超声波测距处理器的选用上。
常见的超声波测距原理分为渡越时间法和相位差法两种。
信号的处理方法大致分为阈值检验法、互相关延时估计法、伪随机码扩频测距法和最小均方法四种。
在处理器方面大多以单片机为主，其中以51系列应用最为广泛，采用运算速度更快，效率更高dsp芯片作为处理器，也正成为一个非常活跃的研究方向。
目前已研制的超声波测距仪中，量程一般为3-12m，美国AIRMAR公司生产的airducer AR30超声波传感器的作用距离可达30m，但价格昂贵，准确度方面已控制在测量误差的0.4%左右，与真值的差距在厘米级的范围内，若采用互相关或伪随机法，最高可控制在0.05m内，在提高精确度方面，超声波测距还有很大的发展潜力和上升空间[2]。
3 主要研究内容设计出以单片机为核心控制声波测距仪系统。
（1）研究并总结超声波测距仪设计的基本方法及研究现状；（2）掌握以AT89S51芯片为核心的单片机系统的使用方法；（3）研究74LS04组成的超声波发射电路、声波处理模块、液晶显示等器件组成；（4）研究依据实际的测量精度要求添加温度补偿电路的方法。
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倒车雷达设计开题报告
1.方案选择：目前常见的有超声波短距离测距，毫米波雷达长距离测距，激光测距，摄像系统测距等几种方法，按照常规技术的应用有以下三种方案可供选择：
方案1、采用毫米波雷达。优点：适合长距离测距。缺点：成本比较高，信号处理难度高。不适合处理短距离测距。
20年前出现的倒车雷达，严格而言，不属于雷达(无线电波)的产品。以最早出现的类似装置来讲，它是利用红外线的发射与接收的原理而做出的“倒车雷达”。最大的缺点是红外线波易受干扰，整个系统的警示音常呈现不稳定的乱鸣状态，另外对深黑色粗糙表面物体的反应也较差。但更糟糕的是，无论是红外线发射器或接受器，只要任何一方让一层薄薄的冰雪或012、4、15---2012、5、10：
撰写毕业设计文稿
2012、5、11---2012、5、20：
定稿、打印、装订成册
2012、5、21---2012、5、30：
准备毕业答辩
二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等
超声波是指频率在 20kHz～106kHz的机械波,波速一般为 1500m/s,波长为 0.01cm～10cm。超声波的波长远大于分子尺寸 ,说明超声波本身不能直接对分子起作用 ,而是通过周围环境的物理作用影响分子 ,所以超声波的作用与其作用的环境密切相关。超声波既是一种波动形式 ,又是一种能量形式 ,在传播过程中与媒介相互作用产生超声效应。超声波与媒介相互作用可分为机械作用、空化作用和热作用。随着科学技术的发展 ,相关技术领域相互渗透 ,使超声波技术广泛应用于工业、化工、医学、石油化工等许多领域。超声波作为一种特殊的能量输入方式 ,所具有的高效能在材料化学中起到光、电、热方法所无法达到的作用 。仅从超声波在液体中释放的巨大能量来说就是其他方法所望尘莫及的 ,更不用说超声波定量控制的效果了。近年来 ,随着超声波技术的日益发展与成熟 ,其在新材料合成、化学反应、传递过程的强化以及废水处理等领域都得到了广泛的应用 。在材料合成中 ,尤其是纳米材料的制备中 ,超声波技术有着极大的潜力。通过超声波方法制备纳米材料 ,达到了目前我们采用激光、紫外线照射和热电作用所无法实现的目标 ,具有很好的前景。
(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51单片机的超声波测距仪
题目基于51单片机的超声波测距仪目录摘要 (1)英文摘要 (2)引言 (3)正文 (4)1 实验平台概述 (4)1.1单片机概述 (4)1.2芯片简介 (5)1.2.1 STC89C51单片机简介 (5)1.2.2 CX20106A芯片简介 (6)1.2.3 74LS04芯片简介 (7)1.2.4 LED数码显示管简介 (8)2 实验设计 (9)2.1系统硬件设计 (9)2.1.1 超声波发射电路设计 (10)2.1.2超声波接收电路设计 (10)2.1.3 超声波显示电路设计 (11)2.1.4 蜂鸣器报警模块设计 (12)2.2系统软件设计 (12)2.2.1 主程序 (13)2.2.2 超声波中断程序 (14)2.2.3 计算和显示距离模块 (16)2.2.4 蜂鸣器报警模块 (19)3 实验结果与分析 (20)结论 (21)参考文献 (22)综述 (23)摘要本文详细的介绍了一种超声波测距仪，它是在51单片机的控制下工作的。
本设计采用的单片机为STC89C51，该单片机使用串口编程、价格便宜而且效率高、稳定性强。
该系统硬件电路设计主要包括单片机系统、超声波发射电路、接收电路、LED 数码管显示以及蜂鸣器报警装置等。
在单片机内部程序的控制下，超声波发射电路将超声波信号发射出去，超声波信号在遇到被测物体后被反射回去，反射回来的超声波信号被超声波接收器接收，然后经过接收电路的检波进行放大以及其他处理，送至单片机，单片机根据超声波的传播速度和超声波从发射到接收所使用的时间，计算出被测物体的距离，所测得的距离值用LED数码管显示出来，与被测物体之间的不同距离利用蜂鸣器报警提示。
因为基于51单片机的超声波测距仪在运用过程中具有较强的稳定性，而且检测的效率高、速度快，测量精度符合测距要求，所以，超声波测距仪具有很高的应用价值。
本设计主要围绕两个方面展开，即超声波测距仪的硬件电路设计和软件程序设计。
关键词：单片机；超声波；测距AbstractThe article describes an ultrasonic range finder in detail, which is under the control of 51 single-chip. The design of the single-chip for the STC89C51, which uses serial programming, it is not only cheap, high efficiency, and strong stability. The hardware circuit design mainly includes single-chip system, ultrasonic transmitter circuit, receiving circuit, LED digital tube display and buzzer alarm device. Under the control of the single-chip internal program, The ultrasonic transmitter circuit emits an ultrasonic signal, the ultrasonic signal is reflected back after encountering the measured object, and the reflected ultrasonic signal is received by the ultrasonic receiver. And then through the receiver circuit to detect the amplification and other processing, sent to the single-chip, the single-chip according to the propagation speed of ultrasound and ultrasound from the launch to the use of the time to calculate the distance of the measured object, the measured distance with LED digital tube Displayed, and the measured distance between the object using the buzzer alarm. Because of the 51 single-chip ultrasonic range finder in the use of the process has a strong stability, and the detection of high efficiency, speed, measurement accuracy in line with the requirements of ranging, so it has a high application value. The design mainly revolves around two aspects, namely the hardware circuit design and software program design of the ultrasonic range finder.Key words: Single-chip; Ultrasonic; Ranging引言随着社会的不断进步，人民的需求逐渐增强，超声波测距仪越来越受到大家的喜爱，在许多方面都得到运用。
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。
基于单片机的超声测距仪毕业设计开题报告
-中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：信息与通信工程学院专业：通信工程设计题目：基于单片机的超声测距仪设计指导教师:丁永红2012年3 月10日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述1、课题研究目的意义随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。
在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。
传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。
但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，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[1]。
超声波测距与其它非接触式的检测方式方法相比，如电磁的或光学的方法它不受光线，被测对象颜色，电磁干扰等影响。
超声波对于被测物体处于黑暗，有灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力[2]。
因此在液位测量，机械手控制，车辆自动导航，物体识别等方面有广泛应用。
特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辩力，因而其准确度也较其它方法高，而且超声波传感器具有结构简单，体积小，信号处理可靠等特点[3]。
超声波是一种指向性强，能量消耗慢的波。
它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，可解决超长度的测量[4]。
超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性、反射、折射、干毕 业 设 计 开 题 报 告 ２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1、 设计任务本文在理论方面对超声测距实际方案做了深入研究，在此基础上，以Atmel89C51单片机为核心，采用4OKHz 压电超声传感器完成超声测距仪的设计。
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中北大学
毕业设计开题报告
学生姓名：学号：
学院、系：信息与通信工程学院
专业：通信工程
设计题目：基于单片机的超声测距仪设计
指导教师:丁永红
2012年 3 月10日
毕业设计开题报告
1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：
文献综述
1、课题研究目的意义
随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。
在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。
传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。
但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，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[1]。
超声波测距与其它非接触式的检测方式方法相比，如电磁的或光学的方法它不受光线，被测对象颜色，电磁干扰等影响。
超声波对于被测物体处于黑暗，有灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力[2]。
因此在液位测量，机械手控制，车辆自动导航，物体识别等方面有广泛应用。
特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辩力，因而其准确度也较其它方法高，而且超声波传感器具有结构简单，体积小，信号处理可靠等特点[3]。
超声波是一种指向性强，能量消耗慢的波。
它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，可解决超长度的测量[4]。
超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性、反射、折射、干涉、衍射、散射与物理紧密联系，应用灵活。
并且更适合与高温、高粉尘、高湿度和高强电磁干扰等恶劣环境下工作。
毕 业 设 计 开 题 报 告 ２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
1、 设计任务
本文在理论方面对超声测距实际方案做了深入研究，在此基础上，以Atmel89C51单片机为核心，采用4OKHz 压电超声传感器完成超声测距仪的设计。
系统框图如图1所示。
图1 系统设计方案图
由单片机发出40KHz 的方波信号进入超声波发射电路，经功率放大器放大后进入超声波发射头。
超声波发射头发射的超声波在空气中传播一段时间后经前方被检测物体反射回来，由超声波接收头接收，超声波电路中的接收芯片对信号放大整形，超声波接收电路接收回波后发出一个下拉电平使单片机进入中断程序，在中断程序中，单片机从检测电路读取数值并换算成当前声速，应用时差法计算所检测的距离，最后所有的数据都在LCD 显示电路上显示。
显
示
电
路 单 片
机
处 理 部
分 发射电路
检测电路 接收电路 发射探头
接收
探头 障 碍 物
2、 软件总体设计和原理
2.1软件总体设计
图2 主程序流程图
2.2 软件设计原理
在系统硬件构架了超声测距的基本功能之后，系统软件所实现的功能主要是针对系统功能的实现及数据的处理和应用。
软件需要实现以下功能：
1.信号发射控制
在系统硬件中，已经完成了发射电路、接收放大电路、滤波及门限检测的设计。
在
否
是 开始
初始化
设定测距值域程序
跳入测距程序
5秒后进行跳转继续测量 测量距离与保存
值比较是否有车
显示并输出 数据，
系统软件中，要完成脉冲串的输出。
2.数据存储处理
为了得到发射信号与接收回波间的时间差，要读出此时计数器的计数值，但不能作为距离值直接显示输出，因为计数值与实际的距离值之间转换公式为:
S=0.5*V*T=0.5*344*T=172*T (1)
其中，T为发射信号到接收之间经历的时间。
由于单片机是按照16进制进行运算，所以得出的S并不能直接显示，需要进行转换。
在这个部分中，信号处理主要包括计数值与距离值换算，以及二进制与十进制转换。
3.显示输出
数据传输与显示经软件处理得到的距离，送到与单片机P0口用三位LED显示输出。
将是否有车的数据传输出去，给上位机。
在这个实物电路中，采用一个发光二极管来代替。
毕业设计开题报告
指导教师意见：
同学通过查阅大量相关资料，对课题研究目的意义及国内外发展现状进行了详细的阐述，并在此基础上给出了系统的总体设计方案，方案可行。
该同学所写开题报告内容比较丰富、思路基本清晰、格式较规范、符合要求。
该设计题目的工作量适中，难度适中。
同意该同学开题。
指导教师：
年月
日
所在系审查意见：
系主任：
年月。