基于单片机的超声波测距器的设计(开题报告)

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1、南京航空航天大学金城学院毕业设计（论文）开题报告题目基于单片机的超声波测距器的设计系部自动化系专业测控技术与仪器专业学生姓名吴继伟学号2008033330指导教师苏琳职称助教毕设地点金城学院2012年3月6日填写要求1.开题报告只需填写“文献综述”、“研究或解决的问题和拟采用的方法”两部分内容，其他信息由系统自动生成，不需要手工填写。2.为了与网上任务书兼容及最终打印格式一致，开题报告采用固定格式，如有不适请调整内容以适应表格大小并保持整体美观，切勿轻易改变格式。3.任务书须用A4纸，小4号字，黑色宋体，行距1.5倍。4.使用此开题报告模板填

2、写完毕，可直接粘接复制相应的内容到毕业设计网络系统。1.结合毕业设计(论文)课题任务情况，根据所査阅的文献资料，撰写1500〜2000字左右的文献综述：1.1选题的背景、目的和意义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H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而都将冇很大的发展空间，它将朝着史加高定位高精度的方向发展，以满足口益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基木为：研制具宥更高定位精度的

3、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，特别是解决浅海水屮n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，未來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＞』功能，最终发展到兵省创造力。在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。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

4、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布建设。因此，经常出现开挖已经建设好的建筑没施来改造排水系统的现象。城ijr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巾排污疏通，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耍了。1.2应用原理和理论依据(1)超声波测距原理发射器发岀的超声波以速度u

5、在空气中传播，在到达被测物体时被反射返冋，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v与温度冇关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用吋，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波波速与温度的关系表温度(°C)-30-20-100102030100声速(m/s)313319325323338344349386(1)超声波测跑仪原理框阁如下阁所示单片机发出40RIIZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的

6、超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得吋间为t,再由软件进行判别、计算，得出距离。图1超声波测距仪原理框图(2)单片机实现测距原理争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冋波的时问差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趾离存在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

7、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ffl，其波速C与温度有关(3)超声波发射电路超声波发射电路原理图如图2所示。发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T构成，单片机P1.0端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的W端，可以提高超声波的发射强度。输出端采W个反向器并联，用以提高驱动能力。上位电阻R10、R11-方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加

8、超声波换能器的阻尼效果，缩短其自屮振荡时间。压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振來工作的。超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。当它的两极外加脉冲信号，其频