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基于51单片机超声波测距仪的设计 课题内容 摘要 选题来源、意义 课题相关国内外研究现状 论文研究内容 最终目标和成果形式 可能存在的困难和解决方法 论文工作计划 总结 摘要 超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。超声波测距系统在上个世纪70年代已经实用化，从70年代末期开始广泛应用于生产领域。利用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，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在工农业生产上到了广泛的应用。 选题来源、意义 题目来源：根据导师研究方向进行先期研究并设计实现 选题意义 超声测距是一种非接触检测技术，它具有不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求。具有广泛的应用前景 课题相关国内外研究现状 国内研究现状。在我国，超声学的研究始于二十世纪六十年代，1959年至1964年间我国建立了分子声学实验室，在超声波探伤、加工、种子处理、显示、医疗等应用领域取得了可喜的成绩。1980年以后，我国的超声研究进入了一个全新的阶段，取得了一系列标志性成果，压电复合材料研制成功，窄脉冲短余振探头问世，PVDF高分子压电薄膜材料赶超了国际水平，高分子压电PVDF型换能器和超声显微镜得到了应用，高频压电材料LINbO3研制成功。在应用方面，B超和A超医疗探头开始投入生产并应用于医疗领域，超声显微镜也投入使用。 目前，超声波技术己经广泛的应用在机械制造、电子冶金、航海、航空、宇航、石油化工、交通等工业领域。此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也占据重要地位。迄今为止，我国在超声的各个领域都开展了研究和应用，其中少数项目己接近或达到了国际水平。 国外研究现状。一般认为，关于超声波的研究最初起始于1876年F.Galton的气哨实验，这是人类首次有效产生的高频声波。在之后的三十年中，超声波仍然是一个鲜为人知的东西，由于当时电子技术发展缓慢，对超声波的研究造成了一定程度的影响。1965年，新材料和新技术以及微波传播理论得到深入研究，产生了频率超过IOOGHz的超声波。2008年，美国APRESYS测距仪公司推出了一系列的超声波测高仪，这些测高仪体积小、便于携带，能够满足不同的测高要求。近几年，电子技术及压电陶瓷材料的发展使超声检测技术得到迅速发展。美国普力塞思公司研制了APRESYS超声波测距仪，实现了高速精确的长宽高测量及面积测量[6]。加拿大柏威腾超声波设备厂研制了各种超声波测量及工业应用设备。在无损探伤、测温、测距、流量测量、液体成分测量等方面，新的超声检测仪不断出现，应用领域不断扩大。 论文研究内容 硬件的设计 本系统包括以下几部分：以单片机AT89S51为核心，周围电路包括显示电路、超声波发射电路、超声波检测接收电路、扫描驱动等。 【AT89S51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器】 软件的设计 由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序等部分。 最终目标 最终目标 设计一个超声波测距仪。要求能够实现利用超声波进行距离测量，测量时以被测物体无直接接触，能够清晰稳定的显示测量结果。 完成毕业论文、原理框图、印制板、程序代码。 设计方案 熟悉相关理论知识 编制软件程序 与硬件联调，脱机运行 写出较好的毕业设计论文 可能的困难和解决方法 本课题有三个主要问题需要解决： 系统整体设计。可以通过查阅相关资料和借鉴工业成品来解决； 系统误差规避。主要通过所学知识和查阅相关资料吸取总结已有经验，提高制作工艺规避系统误差和偶然误差来实现； 系统程序和系统实物设计制作。对于该过程中所遇到的问题可以通过查阅相关资料，和同学讨论，询问指导老师，到实验室进行试验等手段解决。 论文工作计划 一般包含以下几个步骤: 2011年10月24日-2011年11月1