開題報(bào)告學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師題目脈沖反射式超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題內(nèi)容：（研究現(xiàn)狀、目標(biāo)、意義等，空白不足可增加頁面）歷史上使用超聲波來測(cè)量距離是從第二次世界大戰(zhàn)時(shí)海軍的聲納技術(shù)的發(fā)展開始聲納是一種利用聲波在水下測(cè)定目標(biāo)距離和運(yùn)動(dòng)速度的儀器經(jīng)過幾個(gè)世紀(jì)，科學(xué)家們對(duì)此反復(fù)研究，最終發(fā)現(xiàn)了超聲波的原理超聲波測(cè)距應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如工業(yè)自動(dòng)控制，建筑工程測(cè)量和機(jī)器人視覺識(shí)別等方面超聲波作為一種檢測(cè)技術(shù)，采用的是非接觸式測(cè)量，由于它具有不受外界因素影響，對(duì)環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，且操作簡單、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用這些特點(diǎn)可使測(cè)量儀器不受被測(cè)介質(zhì)的影響，大大解決了傳統(tǒng)測(cè)量儀器存在的問題，比如，在粉塵多情況下對(duì)人引起的身體接觸傷害，腐蝕性質(zhì)的被測(cè)物對(duì)測(cè)量儀器腐蝕，觸電接觸不良造成的誤測(cè)等此外該技術(shù)對(duì)被測(cè)元件無磨損，使測(cè)量儀器牢固耐用，使用壽命加長，而且還降低了能量耗損，節(jié)省人力和勞動(dòng)的強(qiáng)度因此，利用超聲波檢測(cè)既迅速、方便、計(jì)算簡單，又易于實(shí)時(shí)控制，在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求然而超聲波測(cè)距在實(shí)際應(yīng)用也有很多局限性由于超聲波在傳播過程中，聲壓會(huì)隨距離的增大而呈指數(shù)規(guī)律衰減，遠(yuǎn)目標(biāo)的回波信號(hào)幅度小、信噪比低，用固定閥值的比較器檢測(cè)回波，可能導(dǎo)致越過門檻的時(shí)間前后移動(dòng)，從而影響計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性，這必然會(huì)影響到測(cè)距的準(zhǔn)確度。

另外就是構(gòu)成超聲波傳感器的壓電陶瓷片在壓電的雙向轉(zhuǎn)換過程中，存在慣性、滯后等現(xiàn)象，以及超聲波脈沖在空氣中傳播本身及多重的反射路徑，均導(dǎo)致回波信號(hào)被展寬，也使測(cè)量產(chǎn)生較大的誤差，影響了測(cè)距的分辨率其他如溫度，風(fēng)速等也會(huì)對(duì)測(cè)量造成一定的影響計(jì)量學(xué)在制造業(yè)中越來越重要直接在機(jī)器上測(cè)量尤其能推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展目前為止大部分還是采用視覺的或觸覺的測(cè)量方法但是墻的厚度就不能用這些來測(cè)量，因此德國人把超聲系統(tǒng)結(jié)合到機(jī)器設(shè)計(jì)出了測(cè)距方法隨著超聲波的發(fā)展，早在2000年時(shí)英國人就設(shè)計(jì)出了可觀察、識(shí)別并測(cè)距的超聲波集成系統(tǒng)超聲波測(cè)距是一種利用聲波特性、電子計(jì)數(shù)、光電開關(guān)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)非接觸式距離測(cè)量的方法由于超聲波指向性好,能力消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn),因而超聲波經(jīng)常被用于距離的測(cè)量,利用超聲波檢測(cè)距離設(shè)計(jì)比較簡單,計(jì)算處理也比較簡單,并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到日常使用要求超聲波是一種頻率在20khz以上的聲波，作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦裕悍瓷?、折射、干涉、衍射和散射，與物理聯(lián)系緊密，應(yīng)用靈活并且更適合于高溫、高粉塵、高濕度和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作無論從精度還是可靠性方面，超聲波測(cè)距都做得比較好。

利用超聲波測(cè)距往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于做到實(shí)時(shí)控制具有廣泛的應(yīng)用前景課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)：本設(shè)計(jì)主要采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波測(cè)距，數(shù)據(jù)顯示，參數(shù)設(shè)置等功能以下是超聲波測(cè)距的要解決的關(guān)鍵問題：1、完成鍵盤的設(shè)計(jì)，分配好各個(gè)按鍵輸入對(duì)應(yīng)單片機(jī)各口的控制信息；2、完成數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)具體的控制、提示信息的顯示；3、完成超聲波測(cè)距電路的設(shè)計(jì)，使其能夠準(zhǔn)確測(cè)量距離；擬采取的方式、方法及計(jì)劃進(jìn)程安排（主要技術(shù)路線）：根據(jù)本次的課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)擬采取的的方案如下系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：STC89C52最小系統(tǒng)顯示電路超聲波電路報(bào)警電路按鍵電路1、確定硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案：（1）、選擇主要控制芯片的單片機(jī)STC89C52;（2）、根據(jù)系統(tǒng)的功能要求確定選用的元器件；（3）、分配單片機(jī)各個(gè)P口地址，以連接對(duì)應(yīng)的元器件，方便控制；2、確定軟件部分的設(shè)計(jì)方案:（1）、確定各部分模塊對(duì)應(yīng)要實(shí)現(xiàn)的功能，并根據(jù)連接圖寫出對(duì)應(yīng)程序中對(duì)應(yīng)的控制信息，便于軟件編寫；（2）、用keil軟件編寫程序，對(duì)應(yīng)各模塊功能模塊化編寫，便于程序的檢查和調(diào)試；3、利用keil軟件生成hex文件；4、用Protel繪制原理圖，在原理圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行繪制PCB圖；5、使用Protus軟件進(jìn)行仿真調(diào)試；6、依照電路圖，在電路板上焊接各元件，完成系統(tǒng)實(shí)物設(shè)計(jì)；7、將焊好的電路板反復(fù)進(jìn)行硬件調(diào)試和系統(tǒng)整體調(diào)試，直到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的預(yù)定功能。

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