開題報(bào)告—曹芳彤

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

2、[M].北京：航空航天大學(xué)出版社,1993,2.[2]沈德金,陳粵初等編著.MCS-51單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗齕M].北京航空航天大學(xué)出版社,1990,4.[3]郭偉編著.超聲檢測(cè)[M].北京:機(jī)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(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)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(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測(cè)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(cè)距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)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(cè)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(huì)需求。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量。利用超聲波檢測(cè)距離，設(shè)計(jì)比較方便，計(jì)算處理也較簡(jiǎn)單?？捎糜谌缙嚨管囂嵝?、液位、井深、管道長(zhǎng)度的測(cè)量等場(chǎng)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(shí)可用于倒車，有效避免由于倒車造成的經(jīng)濟(jì)損失和人身安全問題。因此研究

4、超聲波測(cè)距系統(tǒng)的原理有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)本課題的研究與設(shè)計(jì)，還能進(jìn)一步提高自己的電路設(shè)計(jì)水平，深入對(duì)單片機(jī)的理解和應(yīng)用。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的影響，對(duì)環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，且操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。然而超聲波測(cè)距在實(shí)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(huì)隨著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、信噪低，用固定閥值的比較器檢波回波，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)影響到檢測(cè)的準(zhǔn)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(dǎo)

5、致回波信號(hào)被展寬，也使側(cè)倆個(gè)產(chǎn)生較大的誤差，影響了測(cè)距的分辨率。二、主要內(nèi)容本課題采用單片機(jī)控制，超聲波測(cè)量距離，最終顯示距離并聲光報(bào)警。硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)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(bào)警電路等模塊。單片機(jī)輸出超聲波換能器所需的方波信號(hào)，并監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。通過硬件和軟件實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊。可以有效地解決汽車倒車時(shí)避開行人和建筑物等問題，保障人身的安全。設(shè)計(jì)要求：1．兩路收發(fā)同體的空氣超聲探頭，實(shí)現(xiàn)汽車尾部左后和右后1.5米內(nèi)的障礙物探測(cè)。62．單片機(jī)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(bào)

6、警電路4．探測(cè)距離0.25m—1.5m5．工作溫度-20—60℃6．測(cè)量分辨率1cm，誤差小于0.5%三、設(shè)計(jì)方案方案1：采用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)，也可以實(shí)現(xiàn)我們所需要的超聲波測(cè)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(hào)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(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距。它的優(yōu)點(diǎn)就是工作頻率可調(diào)，也可以達(dá)到很高的頻率分辨率；缺點(diǎn)是要求使用的濾波器通帶可變，實(shí)現(xiàn)很困難。方案2：由單片機(jī)編程產(chǎn)生波形，再經(jīng)過放大電路，驅(qū)動(dòng)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(hào)，通過接收電路的放大、整形及一系列處理,送至單片機(jī)。單片機(jī)利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出障礙物的距離,并由單片機(jī)控制顯示出來。單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)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(cè)得超聲波往返的時(shí)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(dòng)單片機(jī)聲光報(bào)警圖1超聲波測(cè)距系統(tǒng)框圖限制該系統(tǒng)的最大可測(cè)距離存在46個(gè)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(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的