基于单片机的超声波测距仪开题报告
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。
基于单片机的超声波测距系统的研究与设计包括开题报告
毕业设计基于单片机的超声波测距系统的研究与设计Research and Design of UltrasonicWave Based on Single-Chip2020 届电气工程系专业电气工程及其自动化学号学生姓名指导教师完成日期 2020年6 月 1 日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要随着科学技术的快速进展，超声波将在传感器中的应用愈来愈广。
但就目前技术水平来讲，人们能够具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃进展而又有无穷前景的技术及产业领域。
展望以后，超声波传感器作为一种新型的超级重要有效的工具在各方面都将有专门大的进展空间，它将朝着加倍高定位高精度的方向进展，以知足日趋进展的社会需求，如声纳的进展趋势大体为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以知足水中武器实施全隐蔽解决的需要；继续进展采纳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.无庸置疑，以后的超声波传感器将与自动化智能化接轨，与其他的传感器集成和融合，形成多传感器。
随着传感器的技术进步，传感器将从具有单纯判定功能进展到具有学习功能，最终进展到具有制造力。
在新的世纪里，面貌一新的传感器将发挥更大的作用。
本设计采纳以AT89C51单片机为核心的低本钱、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方式。
整个电路采纳模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处置，实现超声波测距仪的各类功能。
在此基础上设计了系统的整体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块，LED显示。
相关部份附有硬件电路图、程序流程图。
关键词：AT89C51 超声波测距AbstractThe ultrasonic ranging application is extremely widespread. After the feasibility and reliability has been analysised, the structure design technique was established. This article introduces an ultrasonic distance measurement based on the AT89C51 single-chip computer, the system according to ultrasound in the air reflection principles of the dissemination. And it uses the ultrasound sensor as interface components for the application of the distance measure based by single-chip computer technology and the margin of time that ultrasound transmit in air, thereby the systems of design of ultrasonic test comes into being. The system primarily composed by the four modules : the controller module,ultrasonic launch module, ultrasound receiving module and display modular.The I/O ports of the 51 single-chip computer were used to cause the ultrasonic transducer to send out the 40kHz ultrasonic wave. The reflected signal enter the 51 after the enlargement and feedback circuit, and the system will complete the range finder by debugging the corresponding distance. This design can realize 2 meters in range finders, with the 10 centimeters blind spot, The system have the LED demonstration.Key Words:AT89C51 Ultrasonic Distance measure第1章绪论课题背景目的及重要意义随着科学技术的快速进展，超声波将在传感器中的应用愈来愈广。
基于51单片机的超声波测距报告
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（六）附录 程序清单 ;********************************************
;* 超声波测距器 * ;* 采用 STC 89C54RC+ 12MHZ 晶振 * ;* 采用共阴 LED 显示器 LRM 2011.06.20 * ;******************************************** ;测距范围 7CM-1M，堆栈在 4FH 以上，20H 用于标志 ;显示缓冲单元在 40H-43H，使用内存 44H、45H、46H 用于计算距离 ; VOUT EQU P1.0 ; 红外脉冲输出端口 ; ;******************************************** ;* 中断入口程序 * ;******************************************** ; ORG 0000H LJMP START ORG 0003H ;中断 0 LJMP PINT0 ORG 000BH ;定时器 0 溢出 LJMP INTT0 ORG 0013H ;中断 1 RETI ORG 001BH ;定时器 1 溢出 LJMP INTT1 ORG 0023H ;串行口中断 RETI ORG 002BH RETI ; ;******************************************** ;* 主 程 序 * ;******************************************** ; START: MOV SP,#4FH MOV R0,#40H ;40H-43H 为显示数据存放单元 （40H 为最高位） MOV R7,#0BH CLEARDISP: MOV @R0,#00H INC R0 DJNZ R7,CLEARDISP
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实验报告
基于单片机的超声波测距系统实验报告一、引言超声波测距系统是一种基于超声波工作原理的测距技术，主要通过发送超声波信号并检测回波信号来测量目标物体与传感器之间的距离。
本实验旨在通过使用单片机搭建一个基于超声波的测距系统，通过实际测量和数据分析来验证其测距的准确性和可靠性。
二、原理超声波测距系统主要包括超声波发射器、超声波接收器和单片机控制系统三部分。
其中，超声波发射器产生超声波信号，通过空气传播到目标物体上并被反射回来；超声波接收器接收到反射回来的超声波信号，并将其转化为电信号输出；单片机控制系统通过控制超声波发射器的发射与接收的时间来计算距离。
三、实验步骤1.搭建硬件连接：将超声波发射器和接收器分别连接到单片机的GPIO引脚，并通过电阻和电容进行滤波处理。
2.编写控制程序：通过单片机控制程序，设置超声波发射器引脚为输出模式，将其输出高电平信号一段时间后再拉低；设置超声波接收器引脚为输入模式，并通过中断方式检测接收到的超声波信号，计算时间差并转换为距离值。
3.进行实际测量：将超声波发射器和接收器对准目标物体，启动测量程序并记录距离值。
4.多次实验并计算平均值：为了提高测距的准确性，进行多次实验并计算多次测量结果的平均值。
四、实验结果和讨论通过多次实验测量，我们得到了如下结果：测量1距离为30cm，测量2距离为31cm，测量3距离为29cm。
将这些结果进行平均，得到最终距离结果为30cm。
通过与实际测量的距离进行对比，我们发现测量结果基本与实际距离相符，误差控制在可接受范围内。
这表明我们搭建的基于超声波的测距系统具有较好的测距准确性和可靠性。
然而，我们也发现在一些特殊情况下，例如目标物体表面有较强的吸收或反射能力时，测量结果可能会出现误差。
这是因为超声波在传播过程中会受到传播介质和目标物体的影响，从而引发信号衰减或多次反射等现象。
在实际应用中，我们需要根据具体情况进行系统的优化和调整，以提高测距的精确度。
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。
超声波测距仪开题报告
负责人（院系公章）：2012年2月24日
【研究思路及拟采用的研究方法】
硬件电路主要分为单片机系统、显示电路、超声波发射电路、超声波检测接收电路四部分。单片机系统输出信号驱动超声波发射电路发射超声波，超声波接收电路接收反射回来的超声波信号，再经单片机系统计算，将结果送至显示电路。
软件设计主要由主程序、超声波发射子程序、超声波接收子程序及显示子程序组成。超声波主程序用于设置定时器的初值和工作方式等。之后，调用超声波发生子程序发出一个超声波脉冲。一旦接收到返回超声波信号，立即进入超声波接收子程序，并调用显示子程序。
【研究的主要内容及预期目标】
超声波测距仪的主要研究内容如下：
1.对超声波测距仪在汽车倒车中的应用进行分析，给出系统设计方案。
2.根据超声波测距仪功能进行模块化设计，绘制电气原理图并选择合适的电子元件。
3.根据电气原理图用软件模拟电路，编写程序，进行仿真调试。
4.焊接实验电路板，烧写程序并进行调试。
超声波在液体及固体中传播，衰减较小，传播较远。但在空气介质中的传播速度受温度影响，并且在空气中传播信号强度衰减较快，测量距离越大误差越大。因此，本测距仪预期测量范围0.1～1m，测量精度为1cm，且要具有较好的重复性。测量结果利用LED显示。
论证、开题、撰写开题报告
2012.02.25～2012.04.18
写作初稿
2012.04.19～2012.05.04
修改、定稿、打印
2012.05.26～2012.06.03
论文答辩
【主要参考文献】
[1] 赵建领,薛园园等主编.51单片机开发与应用技术详解[M].电子工业出版社,2009
[2]李朝青.单片机原理及接口技术（第3版）[M].北京航空航天大学出版社,2005
基于单片机的超声波测距系统试验报告
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，设汁超声波测距器得硬件结构电路；3.对设il•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藹；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査阅相关资料，确定系统得总体设讣方案，设计岀系统框图；2.决左各项参数所需要得碾件设施，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.完成原理图设讣与硬件制作；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二C t /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髙，则应通过温度补偿得方法加以校正、声速确龙后，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，锁相环对此信号锁左,产生锁左信号启动单片机中断程序，得岀时间t,再由系统软件对其进行计算、判别后，相应得汁算结果被送至LED显示电路进行显示、,8 分频,TCNT 为（单位:ms）: （一）超声波模块原理:超声波模块釆用现成得HC-SRO 4超声波模块，该模块可提供2cm-4 0 0 cm得非接触式距藹感测功能，测距精度可达髙到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10 口TRIG触发测距,给至少10us得髙电平信号;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10 口ECHO输出一个髙电平，髙电平持续得时间就就是超声波从发射到返回得时间。
最新超声波测距-开题报告
毕业设计（论文）开题报告（课题目的意义；主要设计（研究）内容；设计（研究）方案；预期成果；进度安排及主要参考文献等）一、课题的目的及意义目的：基于超声波发射接收头TR40-16，利用51单片机，实现短距离的数字信号传输，最终通过显示终端进行结果显示。
根据前段按键的控制，输出不同的的数字信号，并在显示终端上进行实时显示，减少误码的产生。
意义：超声波是一种频率在20khz以上的声波，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、衍射和散射，与物理联系紧密，应用灵活。
并且更适合于高温、高粉尘、高湿度和强电磁干扰等恶劣环境下工作。
从精度还是可靠性方面来看，使用超声波数据传输可以达到数据传输效率高，误码率低，性价比高等优点。
二、主要设计内容发送：由于超声波在40khz时信号衰减相对较小，所以选择数字555产生一个40khz的载波信号，然后数据信号与载波信号通过ASK调制方式进行调制，得到40khz 的数据信号。
再经由T40-16超声波发射头进行发射，接收：超射波接收头R40-16 收到数据信号，此时信号过小，选择op37进行信号放大，之后通过滤波电路，滤除低频噪声，之后通过包络检波将信号还原并输出至单片机进行处理，最后显示在显示终端上。
三、研究方案载波信号：数字555产生40khz的矩形波作为载波信号酱炒牛柳条：Sautéed Beef Filet in XO Sauce阿香婆石头烤肉：Beef BBQ with Spicy Sauce八宝菠菜：Spinach with Eight Delicacies白菜豆腐焖酥肉：Braised Pork Cubes with Tofu and Chinese Cabbage 白菜心拌蜇头：Marinated Jellyfish and Chinese Cabbage in Vinaigrette 白灵菇扣鸭掌：Mushrooms with Duck Feet白灵菇牛柳：Stir-Fried Beef Filet with Mushrooms白切鸡：Boiled Chicken with Sauce白灼肥牛：Scalded Beef百叶结烧肉：Stewed Pork Cubes and Tofu Skin in Brown Sauce板栗红烧肉：Braised Pork with Chestnuts拌八爪鱼：Spicy Cuttlefish拌豆腐丝：Shredded Tofu with Sauce拌海螺：Whelks and Cucumber拌苦菜：Mixed Bitter Vegetables拌茄泥：Mashed Eggplant with Garlic拌双耳：Tossed Black and White Fungus拌爽口海苔：Sea Moss with Sauce拌香椿苗：Chinese Toon with Sauce包子：Baozi鲍鱼红烧肉：Braised Pork with Abalone鲍汁扣东坡肉：Braised Dongpo Pork with Abalone Sauce。
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。
超声波测距仪开题报告
附页：1 研究背景随着社会的发展，传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求，特别是像深井、管道、水利能源等特殊性质的测量，在此背景下便产生了非接触式的测量需求。
无线测距仪是一种对距离进行检测的装置，采用非接触式的距离测量。
超声波类型的非接触式测距方式具有受外界光及电磁场等因素的影响小、测量速度快、准确可靠，结构简单、成本低廉等优点，在小范围内的测量要求中得到了广泛的应用。
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泛。
目前在国内外超声波测距方面的研究方向和水平各有不同，主要体现在对测距原理、超声波发射接收电路频率的选择，超声波信号处理方法和超声波测距处理器的选用上。
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，利用超声波检测往往比较快捷、方便、计算简单、易于做到实时控制。
研究可语音播报的无线测距仪将在工业控制、能源水利勘探方面发挥重大意义，具有极大的优势和广阔的前景。
2 内容要求本文介绍的是一种以超声波作为传播媒介进行距离的测量，并具有语音播报和数字显示功能测距仪的设计。
该无线测距仪具体要求是由单片机组成控制电路和超声波发射接收电路为核心，有距离显示功能，并同时完成语音播报。
探测距离0.25m—1.5m，测量分辨率1cm，误差小于0.5%。
3 设计方案3.1 系统框图可语音播报的无线测距仪主要包括以下几个部分：电源、单片机控制模块、超图 1 系统框图3.2 系统原理本设计系统方案为：由发射电路发出一个超声波信号，然后单片机控制模块开始计时，超声波发出后碰撞到被测量物体，产生反射，反射的超声波信号被超声波接收电路接收，接收模块将信号传送给单片机，单片机立即停止计时。
发射电路发出超声波信号到接收电路接收到超声波信号会产生一个时间段，该时间段则为超声波传送的时间。
单片机通过测量时间段来计算测量地到被测量地的距离，再把距离通过数码管显示以及语音播报出来即可。
(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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资料仅供参考!!!。
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。
河南城建学院基于单片机超声波测距仪的设计研制开题报告
第五周：完成毕业设计开题报告
第六周：熟悉题目、查阅资料
第七周：掌握超声波脉冲雷达测速基本控制方案
第八周：对相关硬件选型，对控制器设计进行设计
第九周：完成系统的硬件设计方案
第十周：设计硬件电路，包括超声波发射接收电路，温度检测电路，显示电路和报警电路
第十一周：完成系统的软件设计方案，编写程序
第十二周：采用Protues进行仿真调试
第十三周：调试系统，完善系统的设计
第十四周：整理设计文档以及原理图绘制，准备毕业答辩
4、主要参考文献：
[1].于海生.《计算机控制技术》,[M].北京：机械工业出版社,2010 .
[2].邹应全,《51系列单片机原理与实验教程》, [M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.
硬件部分采用单片机作为控制器，主要有超声波发射电路、超声波接收电路、温度检测电路、LE D显示电路。
2设计目标：
要求熟悉单片机芯片和超声波测距系统的工作原理以及所使用单片机的各个管脚及其功能。主要是通过超声波系统与单片机来实现距离的测量，使用单片机语言编程实现超声波测距系统与单片机之间的串行通信及显示接收器与障碍物之间的距离。
（3）设计单片机外围电路，设计相关软件方案，编写软件程序；
（4）进行课题的总体设计，选择合理的软硬件方案，绘制系统的总体框图，最终完成本课题的设计。
2．基本要求：
（1）对超声波脉冲雷达测速原理熟练掌握；
（2）熟练掌握Protues和Protell软件，进行硬件电路设计和软件仿真；
（3）系统应具有设计周期短、可靠性很高、维护较方便、等诸多优点。
毕业设计（论文）任务书
题目：
基于单片机超声波测距仪的设计研制
学院
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南京师范大学
毕业设计（论文）开题报告
姓名：沈行健学号：21110719
学院：电气及自动化工程学院
专业：电气信息类
专业方向：电气自动化
题目：基于单片机的超声波测距仪
指导教师：夏春梅
2015 年 3 月 2 日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（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）工作前期内完成，经指导教师签署意见及院、系审查后生效；
2．开题报告内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（可从教务处网址上下载）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．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“2009年2月26日”或“2009-02-26”。
毕业设计（论文）开题报告
1．本课题的目的及研究意义
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。
超声波在测距方面具有以下突出的优点：一是环境介质可为空气、液体或固体等，适用范围广泛；二是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；三是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。
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。
现在在超声波测距方面，单片机的使用正在成为主流。
本课题的将基于单片机设计出性能优良的超声波测距仪。
未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要而且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，以满足日常发展的社会需求，具有很高的研究意义。
2．本课题的国内外的研究现状
对于现如今高速发展的科学技术和越来越智能化的社会生活来说，超声波测量技术还需要不断发展，来满足社会进步的需耍。
现阶段的超声波测距还没有到达顶峰，还有很大的发展空间，而怎样实现超声波测量技术的更智能化，更实用性，是今后超声波测量技术的发展方向。
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。
毕业设计（论文）开题报告
3．本课题的研究内容
利用超声波测距原理，出于低成本、高精度的目的，我的超声波测距系统的设计方案基于AT89C51单片机来实现。
硬件部分采用AT89C51单片机作为控制器，主要有超声波发射电路、超声波接收电路、数码管显示电路和报警电路。
在分析超声波测距原理的基础上，依据设计好的超声波测距仪硬件设计电路图和软件设计流程图完成系统软件硬件的设计和调试。
该系统测量精度为lcm，测量范围为5cm至3m，由数码管显示结果。
当距离超出或不能接受信号时，报警电路工作，发出报警。
本课题将力求实现基本测距功能，并在后期的实验中进一步研究减小误差、提高精度、增加可靠性的优化办法，以完成设计要求。
4．本课题的实行方案、进度及预期效果
实行方案：由AT89C51控制定时器产生超声波脉冲并启动内部的计数器开始计时，将电信号转化为超声波信号。
超声波在空气介质中进行传播，当遇到障碍物时超声波返回，单片机接收返回的超声波，将超声波信号转化为电信号。
通过计算超声波自发射至接收的往返时间差，从而通过计算得到实测距离。
并用数码管显示器显示距离。
从而达到测量距离的目的。
进度：
2015-01-09～2015-03-01：查阅参考资料，了解相关技术国内外的发展现状，进行总体方案设计,完成开题报告；
2015-03-01～2015-03-26：设计超声波测距仪硬件构架和超声波测距系统原理电路图；2015-03-27～2015-04-21：完成系统软件设计和调试；
2015-04-22～2015-04-30：系统联调、改进，接受验收；
2015-05-01～2015-05-24：整理材料并完成毕业论文。
预期效果：在尽量保证测距仪测量轴线与被测物体表面垂直且对象表面光滑平整的情况下，达到3米内的有效距离测量。
5、已查阅参考文献：
[1]张谦琳．超声波检测原理和方法. 北京：中国科技大学出版社，2008。
[2]高伟．51单片机原理及应用. 北京：国防工业出版社，2008。
[3]牛余朋．基于单片机的高精度超声波测距电路．电子世界，2005(5)：27-29。
[4]黄建新. 单片机原理、接口技术及应用. 北京：化学工业出版社，2009。
[5] Zhihong xiao，Siyu Wu，Qiyuan An. Design of Ultrasonic Distance Measurement System Based onMicrocontroller. Applied Mechanics and Materials Vols. 333-335 (2013) pp 296-299。
[6]曹月真. 基于51单片机的超声波测距系统的设计. 电子世界，2011(10)：55-56。
[7]唐文彦．传感器[M]．北京：机械工业出版社，2010。
[8]陈莹．基于单片机的超声测距系统[D]．武汉：华中科技大学，2004。
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[11]祝敏．超声波测距误差分析及修正方法[J]．计量与测试技术，2009，36(2)：2l- 22。
[12]张攀峰，王玉萍，张建，等．带有温度补偿的超声波测距仪的设计[J]．计算机测量与控制，2012，20(6)：1717．1732。
[13]李佰庚．超声波测距仪设计[J]．工具技术，2012，46(6)：82-85。
[14]李严，张民．基于超声波传感器的水位自动控制系统[J]．微计算机信息，2009(13)：134-136。
[15]曹茂永，王霞．超声波测距数字信号采集系统[J]．电测与仪表，2000(8)：26-27。
[16]吴银凤，刘光聪．红外接收电路CX20106的应用[J]．电气时代，2003(9)：llO-l11。
[17]滕艳菲，陈尚松．超声波测距精度的研究[J]．国外电子测量技术，2006(2)：23-25。
[18]Manjula,K.,Vijayarekha,K., Venkatraman,B., Karthik,Durga: Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, v 4, n 24, p 5525-5533, 2012。
[19]Licznerski, Tomasz J., Jaronski, Jarosaw, Kosz,: Ultrasonics. Vol.51 (December 2011),
p.960-965。
[20]Huang, Y.S., Young, M.S. : Instrumentation Science and Technology. Vol.37 (January 2009),p.124-133。
毕业设计（论文）开题报告
指导教师意见
指导教师：
年月日
院（系）审查意见
学院领导（公章）：
年月日。