開題報告—曹芳彤

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1、HEFEIUNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題　　目　泊車用超聲波測距儀的研制(軟、硬件)　　　　　系　　別電子信息與電氣工程系專　　業(yè)電子信息工程班級2　姓　　名曹芳彤指導老師姚紅完成時間2012/03/086合肥學院電子信息與電氣工程系畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學生：曹芳彤班級：電子信息工程（2）班論文題目泊車用超聲波測距儀的研制（軟、硬件）導師姓名姚紅可行性方案分析要求包含以下幾個主要部分：（不少于1500字）研究背景、主要內(nèi)容、設(shè)計方案、技術(shù)路線、關(guān)鍵問題、時間安排可行性方案分析見附頁參考文獻[1]方建淳編著.語音合成技術(shù)與單片微機綜合系統(tǒng)

2、[M].北京：航空航天大學出版社,1993,2.[2]沈德金,陳粵初等編著.MCS-51單片機接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗齕M].北京航空航天大學出版社,1990,4.[3]郭偉編著.超聲檢測[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.[4]康華光,陳大欽,張林編著.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M].北京:高等教育出版社,2006,1.[5]李航,王可人.基于STC89C52RC的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計[J].電子測試,2010,(02),55-58.開題小組及教研室意見開題小組簽名：年月日6一、研究背景隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測距儀中的應(yīng)用越來越廣。但就目前技術(shù)水

3、平來說，人們可以具體利用的測距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來，超聲波測距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求。由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量。利用超聲波檢測距離，設(shè)計比較方便，計算處理也較簡單?？捎糜谌缙嚨管囂嵝?、液位、井深、管道長度的測量等場合，也可應(yīng)用于航海、宇航、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域。在泊車時可用于倒車，有效避免由于倒車造成的經(jīng)濟損失和人身安全問題。因此研究

4、超聲波測距系統(tǒng)的原理有著很大的現(xiàn)實意義。對本課題的研究與設(shè)計，還能進一步提高自己的電路設(shè)計水平，深入對單片機的理解和應(yīng)用。超聲波作為一種檢測技術(shù)，采用的是非接觸式測量，由于它具有不受外界因素的影響，對環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，且操作簡單、測量精度高等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。然而超聲波測距在實際應(yīng)用中也有很多局限性。由于超聲波在傳播過程中，聲壓會隨著距離的增大而呈指數(shù)規(guī)律衰減，遠目標的回波信號幅度小、信噪低，用固定閥值的比較器檢波回波，可能導致越過門檻的時間前后移動，從而影響計時的準確性，這必然會影響到檢測的準確性。以及超聲波脈沖在空氣中傳播本省有多重的反射路徑，均導

5、致回波信號被展寬，也使側(cè)倆個產(chǎn)生較大的誤差，影響了測距的分辨率。二、主要內(nèi)容本課題采用單片機控制，超聲波測量距離，最終顯示距離并聲光報警。硬件電路的設(shè)計主要包括單片機系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路和聲光報警電路等模塊。單片機輸出超聲波換能器所需的方波信號，并監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。通過硬件和軟件實現(xiàn)各個功能模塊?？梢杂行У亟鉀Q汽車倒車時避開行人和建筑物等問題，保障人身的安全。設(shè)計要求：1．兩路收發(fā)同體的空氣超聲探頭，實現(xiàn)汽車尾部左后和右后1.5米內(nèi)的障礙物探測。62．單片機組成的控制電路和超聲波發(fā)射接收電路3．距離顯示電路和聲光報

6、警電路4．探測距離0.25m—1.5m5．工作溫度-20—60℃6．測量分辨率1cm，誤差小于0.5%三、設(shè)計方案方案1：采用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)，也可以實現(xiàn)我們所需要的超聲波測距儀。具體方案如下：首先通過頻率合成技術(shù)產(chǎn)生超聲波所需要的頻率，在通過信號線將采用鎖頻率相合成技術(shù)得到的頻率引到超聲波的發(fā)射頭上，這樣就可以實現(xiàn)超聲波測距。它的優(yōu)點就是工作頻率可調(diào)，也可以達到很高的頻率分辨率；缺點是要求使用的濾波器通帶可變，實現(xiàn)很困難。方案2：由單片機編程產(chǎn)生波形，再經(jīng)過放大電路，驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。發(fā)射出去的超聲波經(jīng)障礙物反射回來后，由超聲波接收頭接收到

7、信號，通過接收電路的放大、整形及一系列處理,送至單片機。單片機利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時間間隔計算出障礙物的距離,并由單片機控制顯示出來。單片機發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差T，然后求出距離S＝cT／2，式中的c為超聲波波速。波速確定后，只要測得超聲波往返的時間t，即可求得距離S。其系統(tǒng)原理框圖如圖所示。障礙物距離顯示接收管發(fā)射管接收處理發(fā)射驅(qū)動單片機聲光報警圖1超聲波測距系統(tǒng)框圖限制該系統(tǒng)的最大可測距離存在46個因素：超聲波的幅度、反射的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及

8、接收換能器的靈敏度。接收換能器對聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的