超声波测距仪的设计开题报告

 2022-09-24 10:12:46

1. 研究目的与意义

超声波是指频率在20kHz以上的声波,它属于机械波的范畴。

它在介质中传播时能量可以集中在很小的范围内,具有良好的成束性,也就是方向性极好。

超声波测距作为一种非接触式距离测量方法,具有不受外界光及电磁场等因素影响的优点,实现起来电路结构简单、成本低,广泛地应用在工业测井、水文液位测量、机器人避障等领域。

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2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题 设计出以单片机为核心控制声波测距仪系统,在广泛借鉴了各种设计的优点的同时,充分考虑设计中的各个环节,使用温度传感器准确测量出测距时的温度,计算出当时的声速速度;可较精确测量距离,并用LCD或LED显示测量数值,设置必要的保护功能。

其中拟解决的关键问题:1.超声波发射与接收电路的设计;2.如何将测温电路返回的数据准确传递到LCD显示单元;3.显示电路选择什么样的反向驱动器驱动PC口作为LCD的位选控制口来提高其显示亮度,使设计更完善;4.单片机的复位电路是使用上电自动复位的方式还是使用按键电平复位的方式难点。

3. 国内外研究现状(文献综述)

1、超声波简介 超声波是频率高于20000赫兹的声波,它方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石、杀菌消毒等。

在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。

超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。

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4. 研究方案

超声波测距适用于高精度中长距离测量。

因为超声波在标准空气中传播速度为331.45米/秒,由单片机负责计时,单片机使用12.0M晶振,所以此系统测量精度理论上可以达到毫米级。

目前比较普遍的测距的原理:通过发射具有特征频率的超声波对被摄目标的探测,通过发射出特征频率的超声波和反射回接受到特征频率的超声波所用的时间,换算出距离,如超声波液位物位传感器,超声波探头,适合需要非接触测量场合,超声波测厚,超声波汽车测距告警装置等。

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5. 工作计划

第1周:选题,完成相关表格的填写工作,列出阶段的实施进度计划;第2周:查阅资料及相关文献,提出设计方案,进行方案论证;第3周:撰写开题报告;第4周:查阅资料,进一步完成方案论证,熟悉Proteus软件;第5周:进行初步硬件设计、熟悉Proteus软件;第6周:在Proteus中绘制原理图,准备期中检查;第7周:进行软件设计,绘制流程图,编写程序;第8周:编写、调试程序;第9周:制作电路板;第10周: 硬件调试,撰写论文;第11周:撰写、整理毕业论文,提交论文初稿;第12周:进一步完善系统,根据指导老师要求修改论文;第13周:评阅、成果验收,规范化检查;第14周:答辩评分,完成毕业设计工作总结。

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