毕业设计开题报告—超声波测距.doc
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1、 毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 学 号: 所在学院: 专 业: 通信工程 设计(论文)题目: 基于STM32的超声波测距仪 指导教师: 2014年2月25日开题报告填写要求1开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题
2、报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册);4有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:文 献 综 述一、课题研究背景、目的和意义传感器技术是现代信息技术的主要内容之一,信息技术主要包括计算机技术、通信技术和传感器技术,计算机技术相当于人的大脑,通信相当于人的神经,而传感器就相当于人的感官。
3、比如温度传感器、光电传感器、湿度传感器、超声波传感器、红外线传感器、压力传感器等等,其中超声波传感器在测量方面有着广泛、普遍的应用。利用单片机控制超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且测量精度较高。超声波测距是一种典型的非接触测量方式。超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播,定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。且超声波测距系统结构简单、电路易实现、成本低、速度快,所以在工业自动控制、建筑工程测量和机器人视觉识别等领域应用非常广泛。超声波作为一种特殊的声波,同样具有声波传输的基本物理特性、反射、折射、干涉、衍射、散射与物理紧密联系,应用灵活。它是一种指
4、向性强,能量消耗慢的波。它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,可解决超长度的测量。 二、 超声波测距仪的整体设计思路超声波测距一般采用渡越时间法。超声波测距的实质是时间的测量,即:用超声脉冲激励超声探头向外发射超声波,同时接收从被测物体反射回来的超声波(简称回波),通过精确测量从发射超声波至接收回波所经历的射程时间t(渡越时间),按下式计算超声波探头与被测物体之间的距离S,即S=12ct其中,c 为空气介质中声波的传播速度。在常温下,超声波的传播速度为340 m/s,但其传播速度c 易受到空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中温度的影响最大。一般温度每升高1 ,声速增加约为
5、 m/s。c=1+T/273+(m/s) 式中,T 为环境温度。三、系统组成超声波测距系统由STM32 单片机、超声波发射电路、接收电路、放大电路、比较整形电路、测温电路等组成。系统以STM32 单片机为核心,协调各部分电路工作。STM32 单片机首先发出一系列频率为40 kHz 的方波, 输送给超声波发射电路并激励出超声波。超声波在空气中传播,遇障碍物返回,进入超声波接收器,然后经过滤波、放大、整形,进入单片机。系统框图如图1 所示。三、设计方案本文在理论方面对超声测距实际方案做了深入研究,系统以STM32单片机为核心,协调各部分电路工作,并采用4OKHz压电超声传感器完成超声测距仪的设计。
6、系统框图如下图所示:系统设计方案图由单片机发出40KHz的方波信号进入超声波发射电路,经功率放大器放大后进入超声波发射头。超声波发射头发射的超声波在空气中传播一段时间后经前方被检测物体反射回来,由超声波接收头接收,超声波电路中的接收芯片对信号放大整形,超声波接收电路接收回波后发出一个下拉电平使单片机进入中断程序,在中断程序中,单片机从检测电路读取数值并换算成当前声速,应用时差法计算所检测的距离,最后所有的数据都在液晶显示屏上显示。四、 软件设计原理在系统硬件构架了超声测距的基本功能之后,系统软件所实现的功能主要是针对系统功能的实现及数据的处理和应用。软件需要实现以下功能:1. 信号发射控制 在
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