超声测距系统设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告

学生姓名：学号：

专业：电气工程及其自动化

设计(论文)题目：超声测距系统设计

指导教师:

2011 年 2 月24 日

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

1 研究背景

测距的原理和方法有很多，根据信息载体的不同可分为光学方法、无线电方法和超声波方法[1]。随着电子技术的发展，先后出现了激光、超声波及红外线等非接触式测距方法。激光测距虽然测距精度高，操作简单，但是受环境的影响比较大，且系统检测维护不便，价格相对昂贵，一般多在军事领域应用。红外测距属于电磁波的一种，超声波是声波测距，实现起来更容易且不受电磁干扰影响。红外传播速度为3x108m/s，超声波在空气中的传播速度为340m/s，其速度相对电磁波是非常慢的，因此在同等距离的情况下，超声波的传播时间远大于红外，往返时间更易测量[1]。

由于超声波方向性好、超声测量无接触，超声波测距系统价格低廉、易实现、信息处理简单可靠，所以利用超声波进行距离和长度的测量越来越受到人们的重视。超声波技术的发展经历了从理论技术的研究到大范围的工业应用。在这期间，雷达技术、激光技术、电子技术等技术的发展对超声波技术不断更新和发展起到了很大的促进作用[2]。

2 国外研究现状

一般认为，关于超声波的研究最初起始于1876年F.Galton的气哨实验，这是人类首次有效产生的高频声波。在之后的三十年中，超声波仍然是一个鲜为人知的东西，由于当时电子技术发展缓慢，对超声波的研究造成了一定程度的影响[3]。

1917年，法国人Langevin使用一种晶体传感器在水下发射和接收相对低频的超声波。这种方法可以用来检测水中是否存在潜艇并进行水下通信联络。在这之后对超声的研究主要体现在电子领域[4]。

1925年，Pierce使用石英传感器和镍传感器来产生和探测超声波，而且频率扩展到兆赫级。至此；Debye,Sears,Lcas分别发现了超声波的衍射光栅，用超声波来研究液体和气体的声学特性方法得到稳定发展。

1927年Hantalnnn和Tro11e解决了超声汽笛的许多细节问题，这些汽笛被证明在流

2．课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）

1 本课题要研究和解决的问题

本课题的首先要解决的问题就是整个系统的整体设计，有了整体设计才能根据各部分的功能分别从硬件和软件上解决问题；其次，系统的误差分析和检测也是一个难点；最后，软件程序的设计和实物的制作与调试也需要攻克。

2 根据问题所拟定的研究手段

本课题有三个主要问题需要解决，分别是系统整体设计、系统误差规避、系统程序和系统实物设计制作。其中，系统整体设计可以通过查阅相关资料和借鉴工业成品来解决；系统误差规避主要通过所学知识和查阅相关资料吸取总结已有经验，提高制作工艺规避系统误差和偶然误差来实现；软件程序的设计和实物的制作与调试可以根据所学知识进行，对于该过程中所遇到的问题可以通过查阅相关资料，和同学讨论，询问指导老师，到实验室进行试验等手段解决。

具体如下：

（1）硬件设计

本系统包括以下几部分：以单片机AT89S51为核心，周围电路包括显示电路、超声波发射电路、超声波检测接收电路、扫描驱动等。

AT89S51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。

采用AT89S51来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。单片机通过P1.0引脚经反相器来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。系统组成如图1所示：

指导教师意见：

1．对“文献综述”的评语：

对于本课题，该学生查阅了大量的相关文献，详细介绍了超声波测距系统的发展现状及研究方法，阐述了本研究的目的意义。文献综述内容具体，贴合实际。

综述部分字数达到要求、书写规范、论述明确。

参考文献格式正确，达到要求。

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本课题的研究思路清晰，内容具体，深度适中，工作量和研究方向达到要求。

并且具有一定的创新性。

写作内容规范。

设计思路清晰可行。

指导教师：

2011 年 2 月26 日所在专业审查意见：

负责人：

年月日