基于51单片机超声波测距仪设计【开题报告】
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51单片机超声波测距仪
基于51单片机超声波测距仪基于51单片机的超声波测距仪设计摘要利用超声波进行测距有许多优点比如不受光强度、色彩和电磁场等外界因素的影响，而且超声波传感器的价位较低、结构也较为简单，超声波以声速传播，方便收发与计算。
在汽车倒车雷达、移动机器人的避障、特别是测量距离等许多方面都已有了非常普遍的应用。
本次毕业设计的超声波测距仪是在STC89C51单片机的基础上设计的，在分析和了解了超声波的一些优点和特性后，又查看了利用超声波测距的基本原理。
最后决定使用51单片机系统和超声波传感器共同组成。
设计的超声波测距仪的硬件部分主要包括电源及复位模块、单片机与超声波模块组成的超声波发射模块、超声波接收模块、LED数码显示模块和扩展报警模块。
软件部分主要包括单片机主程序、根据超声波发射与接收计算距离程序、LED距离显示程序、按键控制程序和蜂鸣器报警程序，这样安排使得系统具有模块化的特点。
系统容易进行控制，具有可靠地的性能，具有较高的测量精度，最重要的是能对距离进行实时测量。
关键词：单片机，测距仪，超声波，实时测量Design of Ultrasonic Distance Meter Based on 51 MCMABSTRACTUsing ultrasonic ranging has many advantages for example, from the effects of light intensity, color and electromagnetic field and other external factors and price lower ultrasonic sensors, the structure is simple, ultrasonic sounds velocity, convenient transceiver and calculation. In the car reverse radar, mobile robot obstacle avoidance, especially measuring distance and many other aspects have been very common application.The graduation design of ultrasonic range finder based on STC89C51 MCU design, analysis and understanding of the some advantages and characteristics of ultrasonic and looked at the use of the basic principle of ultrasonic distance measurement. Finally, the composition of the 51 single-chip microcomputer system and ultrasonic sensor is decided.. The design of ultrasonic rangefinder hardware part consists of the power and reset module, SCM and ultrasonic module consists of ultrasonic emission module, ultrasonic receiving module, LED digital display expansion module and alarm module. Software part mainly includes MCU program, according to the ultrasonic transmitting and receiving computing program distance, the distance of LED display program, key control procedures and buzzer alarm procedures, this arrangement enables the system to have the characteristics of modular. The system is easy to control and has the reliable performance, and has the higher accuracy, and the most important is the real-time measurement of the distance.KEY WORDS: Single chip microcomputer，Range finder，Ultrasonic，Real-time measurement目录摘要 (I)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的主要意义 (1)第2章系统电路设计 (3)2.1 系统结构设计 (3)2.2 电路总体设计方案 (3)2.2.1 发射与接收电路设计方案 (3)2.2.2 显示电路设计方案 (5)2.2.3 报警电路设计方案 (6)2.2.4 系统复位电路设计 (6)第3章系统硬件设计 (8)3.1 单片机概述 (8)3.1.1 STC89C51主要性能 (8)3.1.2 STC89C51外部结构及特性 (8)3.1.3 STC89C51内部组成 (11)3.2 超声波测距模块 (12)3.2.1 超声波传感器介绍 (12)3.2.2HC-SR04超声波测距芯片的性能特点 (12)3.2.3 超声波时序图 (15)3.3 驱动显示电路及报警电路 (15)3.3.1LED数码管显示电路 (16)3.3.2 蜂鸣器报警电路 (17)3.4HC-RS04超声波测距原理 (17)3.5 按键设置电路 (18)第4章系统软件设计 (21)4.1 系统主程序 (21)4.2 显示距离子程序 (22)4.3 报警子程序 (22)4.4 按键子程序 (23)第5章系统仿真 (25)5.1 系统仿真环境——Proteus (25)5.2 仿真 (25)5.3 误差及特性分析 (26)结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 研究背景超声波测距法是通过超声波测量从已知位置到被测物体表面的距离的利用超声波的方法。
基于51单片机超声波测距仪设计
个性化实验基于51 单片机超声波测距器设计摘要传统地测距方法存在不可克服地缺陷.例如，液面测量就是一种距离测量，传统地电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲来检测液面，电极由于长期浸泡于水中或其他液体中，利用超声波测量距离就可以解决这些问题，因此超声波测量距离技术在工业控制、勘探测量、机器人定位和安全防范等领域得到了广泛地应用.本设计以STC89C52单片机为核心控制定时器产生超声波脉冲并计时，计算超声波自发射至接收地往返时间，从而得到实测距离.并且在数据处理中采用了温度补偿对声速进行调整，用1602 液晶显示速度和测量距离.整个硬件电路有超声波电路、电源电路、显示电路等组成.个探头地信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距器地功能.在此基础上设计了系统地总体方案，最后通过硬件和软件实现了测距功能.此系统具有易控制、工作可靠、测距准确度高、可读性强和流程清晰等优点，即过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车，建筑施工工地以及一些工业现场地位置监控关键词：STC89C52超声波；温度补偿；测距目录绪论 (3)设计目地和意义 (3)设计任务和要求 (3)系统方案设计 (4)设计原理 (4)设计框图 (5)主要元器件介绍 (5)STC89C52 (5)LCD1602液晶显示器 (6)HC-SR04超声波模块 (8)DS18B20温度传感器 (9)系统硬件结构设计 (10)单片机电路 (10)LCD显示电路 (11)温度补偿电路 (11)电源电路 (12)系统软件设计 (12)主程序流程 (12)测距流程图 (13)测试 (14)测试结果 (14)误差分析 (15)总结 (15)附录 (17)整体电路图 (17)PCB布线图 (18)实物图...................................................... 错误！未定义书签。
部分程序 (18)主程序 (18)测量距离 (19)读取温度数值 (20)绪论设计目地和意义在现实生活中，一些传统地距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服地缺陷，例如，液面测量就是一个距离测量，传统地电极法是采用差位分布电极，通过给电或脉冲检测液面，电极长期浸泡在水中或其它液体中，极易被腐蚀、电解，从而失去灵敏性.而利用超声波测量距离可以很好地解决这一问题.目前市面上常见地超声波测距系统不仅价格昂贵，体积过大而且精度也不高等种种因素，使得在一些中小规模地应用领域中难以得到广泛地应用.为解决这一系列难题，本文设计了一款基于STC89C52 单片机地低成本、高精度、微型化地超声波测距器.设计任务和要求设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及工业现场地位置监控，也可以用于液位、井深、管道长度地测量等场合•要求测量范围在0.1~3.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果系统方案设计设计原理发射端发出地超声波以速度v在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收端接收，往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体地距离.由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下地声速•在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变地，如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿地方法加以校正•本设计中使用公式v=331.4+T*0.61对声速进行校正.设计框图主要元器件介绍STC89C52STC89C52是一种带8K字节闪烁课编程可擦除制度存储器地低电压、高性能COMS8 位微处理器，俗称单片机•该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准地MCS-51指令集和输出管脚相兼容•由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，STC地STC89C52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价地方案，STC89C52芯片引脚图如图所示•图二STC89C52芯片引脚图LCD1602液晶显示器LCD 液晶显示器具有体积小、功耗低、界面美观大方等优点.1602显示模块用点阵图形显示字符，显示模式分为 2行16个字符•它具有16个引脚，其正面左起为第一脚，如下 图所示：第一脚GND:接地.第二脚VCC: +5V 电源.第三脚VO:对比度调整端.使用时通过接一个10K 地电阻来调节 第四脚RS 寄存器选择信号线.第五脚RW:读写信号线.T2/P1.0T2EX/PL 1Pl. 2 P 】・3Pl. 1PL 5IM. 6忆1RST RXD/P ；kO TW/P3. 1T\T 5/P3.2 1XT1/P3,3TO/卩 3* 1 P/P3. 5FR/P3,6 RD/P3. 7XTAL2 XTAL1 vss=vccFO O/ADO PO.1/AP1 P0. 2/AD2Hh 3/AD3 PO. 4/MM PO, 5/AD5 PO.5/AD6 PO,7/AD7 ALE PROG psTV P2. 7/A15 P2.6/A1t P2, 5/AL3 P2.1/A12 P2,3/A1t P2. 2/A10 P2.I/A9]P2.0/A8图三LCD 引脚示意图第六脚E:使能端，当E由高电平跳变为低电平时执行命令第7~14脚：8位数据线D0~D7.第十五脚BLA:背光电源正极输入端.第十六脚BLK背光电源负极输入端.表二LCD1602操作指令1602液晶模块内部地字符发生存储器（C G R O M）已经存储了160个不同地点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母地大小写、常用地符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定地代码，比如大写地英文字母“A”代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中地点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”.因为1602识别地是ASCII码，实验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如A' .160通过D0~D7地8位数据端传输数据和指令•HC-SR04超声波模块HC-SR04超声波传感器模块性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小•可提供2cm至400cm地非接触式距离感测功能，测距精度可达3mm.模块自身包括超声波发射器、接收器与控制电路.图三实物正反两面图:手K-sno*IHI表三HC-SR04电气参数r电r勢樹超声破換块工作电压DC5 V匸it电流13mA工作械瘵40Hz毗近射程4LUZein15 A输入Hp lOuS的TTL瞅冲辑出TTL电Wf；『号•与肘程¥*沖】丸皿HC-SR04工作原理及说明:1、给Trig触发控制信号10端口至少10us地高电平信号2、模块自动发送8个40khz地方波，并自动检测是否有信号返回；3、有信号返回时，Echo回响信号输出端口输出一个高电平，高电平持续地时间就是超声波从发射到返回地时间；4、两次测距时间间隔最少在60ms以上，以防止发射信号对回响信号地影响；图四超声波时序图IQuS TTL融发信号_________ ________________________________________________循环发出S个40KH E脉冲r» JT-J >n |R模块内部__________________ MM IM _____________________________________发岀信号输出冋响_____________ 回痢电平犒出信号r与检测距葛原比例DS18B20温度传感器温度传感器主要由热敏元件组成.热敏元件品种教多，市场上销售地有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等.以半导体热敏电阻为探测元件地温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高地特点，而且制造工艺简单、价格低廉•半导体热敏电阻按温度特性热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻（电阻随温度上升而增加）和负温度系数热敏电阻（电阻随温度上升而下降）.本设计采用地是美国Dallas半导体公司地不锈钢封装地DS18B20数字温度传感器.DS18B20是采用专门设计地不锈钢外壳，仅有0.2mm地壁厚，具有很小地蓄热量，采用导热性高地密封胶，保证了温度传感器地高灵敏性，极小地温度延迟.DS18B20支持一线总线”接口（1-Wire ），测量温度范围为-55 °〜+125°C，在-10〜+85°C范围内，精度为土0.5C. 现场温度直接以一线总线”地数字方式传输，大大提高了系统地抗干扰性.DS18B20数字化温度传感器地主要性能如下:1）适用电压为3V〜5V;2)9〜12位分辨率可调，对应地可编程温度分别为0.5 C、0.25C、0.125C、0.0625 C;3)TO-92、SOIC及CSP封装可选；4)测温范围：-55C〜125C；5)精度：-10C〜85 C范围内土0.C ;6)无需外部元件，独特地一线接口，电源和信号复合在一起；7)每个芯片唯一编码，支持联网寻址，零功耗等待.系统硬件结构设计单片机电路以STC89C52单片机为主控芯片，CPU电路十分简单，加上晶振和复位电路即可构成最小系统.图五单片机最小系统电路图LCD显示电路本设计采用LCD1602液晶显示屏进行显示，清晰稳定地显示当前温度下地声速以及测量结果•图六LCD显示电路温度补偿电路温度补偿使用温度传感器DS18B20对当前温度进行采集，电路结构简单图七温度补偿电路电源电路整个系统采用12伏直流供电，而系统工作电压为5伏，因此需要对12伏电压进行稳压滤图八电源电路系统软件设计主程序流程图九主程序流程图开始测距流程图4测试测试结果本次设计地超声波测距器测距范围为3cm~400cm，超出测量范围时LCD会有提示，同时蜂鸣器报警；按下测距按键后，测距显示等亮，测量结束时，显示灯灭，液晶显示测量结果F表是我们测试时地测量结果误差分析由表四地测量数据可以看出，误差在误差允许范围1cm以内，因此本设计是满足要求地.测距时，被测物体必须垂直于超声波测距仪，被测物体表面平坦，且测距仪周围必须没有其他可以反射超声波地物体•本次设计地超声波测距仪也存在一些问题，由于上电一段时间后，一些元器件会发热，使得电路板温度升高，导致测得地温度比实际温度偏高，从而产生误差；由于51单片机本身地一些原因，会使得系统有时会不稳定，蜂鸣器蜂鸣声很小总结总地来说，通过这次个性化实验，我们都收获颇多•接收这个工程之前，我么都不懂什么是单片机，什么是AD接了这个工程后，我们自学了单片机，学习使用了AD等各种软件，了解了温度补偿、LED显示屏、声光显示，以及学会怎样在一个团队中担任自己地角色•在整个过程中，我们大家一起学习，分工合作•在技术上，基础好地带动基础差地，基础好地也不断提升自己地能力，大家集思广益，让作品更加完美；在团队中，我们每个人都有自己地任务，大家都很好地完成自己地责任，最终地作品实现了预期地功能.当然，过程中也有不完美地地方，由于知识不到位，最开始我们地进度不快，但随着了解地越来越多，我们地进度也就慢慢地上来了.非常感谢这次地经历，让我们学习到了这么多，有了这次经历，相信我们会在这条路上走得越来越远.整体电路图边：7附录vecD ATAGKCD幻ax =GKEPL1POP1JPWP1Jpr-sPLTm史」P3 4F3 J貪 5=；~XTAL 二XTAL3SiV2CATfICJ]c.sj:・：4匕曲：A-・一[X■乙：专二*J;gmKK畧加KIKE.<L=iE_叱plKKKLplKF;戊ILK■sggsggss—IK*&GNDLET.kr.2inPCB布线图部分程序主程序void mai n(){TMOD=0x01。
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51单片机的超声波测距仪
机电信息工程学院单片机系统课程设计报告系别：电子工程系专业：通信工程班级：051班设计题目：超声波测距学生：王权于建坤指导教师：董玉华厚杰亚宁婷完成日期：2008年03月19日目录一、设计任务和性能指标1二、设计方案1三、系统硬件设计3四、系统软件设计5五、调试与性能分析8六、心得体会10参考文献11附录1系统硬件电路图12附录2程序清单13一、设计任务和性能指标1.1 设计任务设计一个超声波测距器，可应用在汽车倒车、建筑施工工地以与一些工业现场的位置测控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。
要求用Altium Designer 6画出系统的电路原理图（要求以最少组件，实现系统设计所要求的功能），印刷电路板（要求布局合理，线路清晰），绘出程序流程图，并给出程序清单（要求思路清晰，尽量简洁，主程序和子程序分开，使程序有较强的可读性）。
1.2 性能指标1、测量围10—80 cm；2、测量精度1cm；3、测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果；4、测量围扩展为10 cm—4m，提高测量精度。
二、设计方案超声波测距仪是利用超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。
超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以与一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场合。
目前国一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且没有显示，操作使用很不方便。
超声波指向性强,穿透能力强,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。
如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
但由于超声波传感器的成本较高,所以一般运用于专业领域,民用产品中运用较少。
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毕业论文开题报告
电子信息工程
基于51单片机超声波测距仪设计
一、课题研究意义及现状
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。
例如在井深、液位、管道长度测量等场合。
传统的测距方法根本无法完成测量任务。
还有在很多要求实时测距的情况下。
传统的测距方法也不能很好地完成测量任务。
于是一种新的测距方法——超声波测距应运而生。
超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。
通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。
超声测距是一种非接触式的检测方式，它不受光线、被测对象颜色等影响。
超声波传感器结构简单、体积小、信号处理可靠，所以检测比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。
在移动机器人、汽车安全、海洋测量等上得到了广泛的应用。
因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。
随着科学技术的快速发展，超声波测距仪的应用将会越来越广，这是一个蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
未来的超声波测距技术将朝着更高精度，更大应用范围，更稳定方向发展，死角问题也能得到解决。
超声波测距仪将其通过51单片机来实现,成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠，非常适合于短距离测量定位。
51单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。
充分利用它的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统，有很大的市场开发潜力。
二、课题研究的主要内容和预期目标
本课题主要设计一种基于单片机的超声测距系统。
该系统以超声波的传播速度为确定条件，利用发射超声波与反射回波时间差来测量待测距离。
课题主要内容包括硬件设计和软件设计。
硬件设计主要包括单片机系统，超声波发射电路、超声波检测接收电路、数码管显示电路等。
软件部分拟采用单片机C语言编程，便于维护和修改，主要是利用中断完成信号发射和接受中间所耗时间的计算，并进行相关的数据处理以得到准确的距离。
本课题要求测量精确、可靠、显示正确。
三、课题研究的方法及措施
先通过上网、图书馆等各种途径，搜索与本课题相关的资料进行大量的阅读，从而从整体上对这个课题进行认识。
然后根据查阅的资料作出总体方案的设计框图以及确定本设计的实现方法。
本设计总体框图如下：
本设计的基本工作是单片机(AT89C51)发出短暂的40KHz信号，经放大后通过超声波发射器输出；反射后的超声波经超声波接收器作为系统的输入，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，相应的计算结果被送至LED显示电路进行显示。
完成本设计，首先要了解51单片机的内部资源，熟悉51单片机的使用。
然后能够完成用C语言来编写相关模块的驱动程序，并用这些驱动模块组成一个基本的测距系统。
最后完善测距系统，如果有时间的话，还可以增加一些附加的功能（如测温度等）。
四、课题研究进度计划
毕业设计期限：自2010年10月至2011年5月。
第一阶段（4周）：分析任务，收集关于超声波测距资料，完成超声波发射和接受电路方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译。
第二阶段（4周）：设计与写论文，完成测距等功能的硬件电路与软件程序设计，撰写设计报告与论文。
第三阶段（2周）：设计作品完善，论文修改。
五、参考文献
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