數(shù)字超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目：數(shù)字超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)系（部）機(jī)電工程系專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化學(xué)生劉小帥學(xué)號(hào)26班號(hào)10995122指導(dǎo)教師焦文良開(kāi)題報(bào)告日期哈工大華德學(xué)院說(shuō)明一、開(kāi)題報(bào)告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：1通過(guò)學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)論述和方案論證，判斷是否已充分理解畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容和要求。2進(jìn)度計(jì)劃是否切實(shí)可行。3是否具備畢業(yè)設(shè)計(jì)所要求的基礎(chǔ)條件。4預(yù)計(jì)研究過(guò)程中可能遇到的困難和問(wèn)題，以及解決的措施。5主要參考文獻(xiàn)。二、如學(xué)生首次開(kāi)題報(bào)告未通過(guò)，需在一周內(nèi)再進(jìn)行一次。三、開(kāi)題報(bào)告由指導(dǎo)教師填寫(xiě)意見(jiàn)、簽字后，統(tǒng)一交所在系（部）保存，以備檢查。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：1.指導(dǎo)教師簽字：檢查日期：2.一、課題題目和課題研究現(xiàn)狀,選題的目的和意義數(shù)字超聲波測(cè)距儀由于生產(chǎn)需要，人們發(fā)現(xiàn)需要無(wú)接觸式的生產(chǎn)測(cè)距，而超聲波測(cè)距是一種非常好的測(cè)距方式，主要應(yīng)用于倒車(chē)?yán)走_(dá)，工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，具有很好的市場(chǎng)推廣前景。本設(shè)計(jì)就研究一種以單片機(jī)為控制核心，高精度，微型化LED顯示的超聲波測(cè)距儀。此種方法設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距儀具有易檢測(cè)、軟件功能完善、工作可靠，準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。目的：設(shè)計(jì)一個(gè)超聲波測(cè)距儀。要求能夠?qū)崿F(xiàn)利用超聲波進(jìn)行距離測(cè)量，測(cè)量時(shí)以被測(cè)物體無(wú)直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定的顯示測(cè)量結(jié)果?？捎糜谌缙?chē)倒車(chē)提醒、液位、井深、管道長(zhǎng)度的測(cè)量等場(chǎng)合，也可應(yīng)用于汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)、航海、宇航、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域。意義：超聲波測(cè)距是一種利用聲波特性、電子計(jì)數(shù)、光電開(kāi)關(guān)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)非接觸式距離測(cè)量的方法。由于超聲波指向性好,能力消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn),因而超聲波經(jīng)常被用于距離的測(cè)量,利用超聲波檢測(cè)距離設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,計(jì)算處理也比較簡(jiǎn)單,并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到日常使用要求。超聲波是一種頻率在20khz以上的聲波，作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦裕悍瓷?、折射、干涉、衍射和散射，與物理聯(lián)系緊密，應(yīng)用靈活。并且更適合于高溫、高粉塵、高濕度和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作。無(wú)論從精度還是可靠性方面，超聲波測(cè)距都做得比較好。利用超聲波測(cè)距往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制。具有廣泛的應(yīng)用前景。二、國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析目前國(guó)內(nèi)一般使用專(zhuān)用集成電路設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀，但是專(zhuān)用集成電路的成本很高，并且顯示距離也比較困難，操作使用也不是很方便。三、課題的基本內(nèi)容（1）整體電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）超聲波信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)（3）傳感器的選取（4）硬件電路的設(shè)計(jì)（5）測(cè)距算法軟件的設(shè)計(jì)四、研究方案及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測(cè)量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來(lái)的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。由此可見(jiàn)，超聲波測(cè)距原理與雷達(dá)原理是一樣的。測(cè)距的公式表示為：L=CT式中L為測(cè)量的距離長(zhǎng)度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測(cè)量距離傳播的時(shí)間差(T為發(fā)射到接收時(shí)間數(shù)值的一半)。設(shè)計(jì)一個(gè)達(dá)到技術(shù)要求的超聲波測(cè)距儀。通過(guò)超聲波發(fā)送和接受的時(shí)間差測(cè)得距離，通過(guò)數(shù)碼管顯示測(cè)得的距離。五、為完成課題已具備和所需的條件（1）熟悉相關(guān)理論知識(shí)：對(duì)本設(shè)計(jì)要有最基本的認(rèn)識(shí)，如系統(tǒng)的運(yùn)作原理，距離的采集過(guò)程、存儲(chǔ)過(guò)程、數(shù)據(jù)處理過(guò)程、顯示過(guò)程、控制過(guò)程等要有所了解。其次要掌握單片機(jī)的外部硬件結(jié)構(gòu)、功能組成，了解運(yùn)作原理、編程的方法。同時(shí)在對(duì)匯編語(yǔ)言掌握的同時(shí)，也必須對(duì)程序的輸入，系統(tǒng)仿真的使用方法有所認(rèn)識(shí)?？傊诒井厴I(yè)設(shè)計(jì)中涉及到的各種知識(shí)在設(shè)計(jì)準(zhǔn)備前期都必須有所掌握，這是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。(2）編制軟件程序：在編寫(xiě)之前要對(duì)整個(gè)測(cè)距系統(tǒng)的功能掌握透徹，哪些功能需要通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，哪些功能需要通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)都必須明確。六、預(yù)計(jì)研究過(guò)程中可能遇到的困難和問(wèn)題，以及解決的措施對(duì)相關(guān)理論知識(shí)不夠了解。編制軟件程序時(shí)可能會(huì)遇到大量的知識(shí)缺乏。這需要及時(shí)查閱大量書(shū)籍，必要時(shí)需要網(wǎng)上