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1、HEFEIUNIVERSITY毕业设计（论文）开题报告题 目 泊车用超声波测距仪的研制(软、硬件) 系 别电子信息与电气工程系专 业电子信息工程班级2 姓 名曹芳彤指导老师姚红完成时间2012/03/086合肥学院电子信息与电气工程系毕业设计（论文）开题报告学生：曹芳彤班级：电子信息工程（2）班论文题目泊车用超声波测距仪的研制（软、硬件）导师姓名姚红可行性方案分析要求包含以下几个主要部分：（不少于1500字）研究背景、主要内容、设计方案、技术路线、关键问题、时间安排可行性方案分析见附页参考文献[1]方建淳编著.语音合成技术与单片微机综合系统
2、[M].北京：航空航天大学出版社,1993,2.[2]沈德金,陈粤初等编著.MCS-51单片机接口电路与应用程序实例[M].北京航空航天大学出版社,1990,4.[3]郭伟编著.超声检测[M].北京:机械工业出版社,2009.[4]康华光,陈大钦,张林编著.电子技术基础模拟部分[M].北京:高等教育出版社,2006,1.[5]李航,王可人.基于STC89C52RC的超声波测距系统设计[J].电子测试,2010,(02),55-58.开题小组及教研室意见开题小组签名：年月日6一、研究背景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。但就目前技术水
3、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面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单。可用于如汽车倒车提醒、液位、井深、管道长度的测量等场合，也可应用于航海、宇航、石油化工等工业领域。在泊车时可用于倒车，有效避免由于倒车造成的经济损失和人身安全问题。因此研究
4、超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。对本课题的研究与设计，还能进一步提高自己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用。超声波作为一种检测技术，采用的是非接触式测量，由于它具有不受外界因素的影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单、测量精度高等优点而被广泛应用。然而超声波测距在实际应用中也有很多局限性。由于超声波在传播过程中，声压会随着距离的增大而呈指数规律衰减，远目标的回波信号幅度小、信噪低，用固定阀值的比较器检波回波，可能导致越过门槛的时间前后移动，从而影响计时的准确性，这必然会影响到检测的准确性。以及超声波脉冲在空气中传播本省有多重的反射路径，均导
5、致回波信号被展宽，也使侧俩个产生较大的误差，影响了测距的分辨率。二、主要内容本课题采用单片机控制，超声波测量距离，最终显示距离并声光报警。硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路、超声波接收电路和声光报警电路等模块。单片机输出超声波换能器所需的方波信号，并监测超声波接收电路输出的返回信号。通过硬件和软件实现各个功能模块。可以有效地解决汽车倒车时避开行人和建筑物等问题，保障人身的安全。设计要求：1．两路收发同体的空气超声探头，实现汽车尾部左后和右后1.5米内的障碍物探测。62．单片机组成的控制电路和超声波发射接收电路3．距离显示电路和声光报
6、警电路4．探测距离0.25m—1.5m5．工作温度-20—60℃6．测量分辨率1cm，误差小于0.5%三、设计方案方案1：采用锁相环频率合成技术，也可以实现我们所需要的超声波测距仪。具体方案如下：首先通过频率合成技术产生超声波所需要的频率，在通过信号线将采用锁频率相合成技术得到的频率引到超声波的发射头上，这样就可以实现超声波测距。它的优点就是工作频率可调，也可以达到很高的频率分辨率；缺点是要求使用的滤波器通带可变，实现很困难。方案2：由单片机编程产生波形，再经过放大电路，驱动超声波发射探头发射超声波。发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波接收头接收到
7、信号，通过接收电路的放大、整形及一系列处理,送至单片机。单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离,并由单片机控制显示出来。单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回波的时间差T，然后求出距离S＝cT／2，式中的c为超声波波速。波速确定后，只要测得超声波往返的时间t，即可求得距离S。其系统原理框图如图所示。障碍物距离显示接收管发射管接收处理发射驱动单片机声光报警图1超声波测距系统框图限制该系统的最大可测距离存在46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
8、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
