《单片机测控系统设计》课程设计报告.docVIP

超声波测距系统设计 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 指导老师： 二〇XX年X月 《单片机测控系统设计》课程设计任务书 姓名 学号 专业班级 课程设计题目 超声波测距系统设计 设计题目： 超声波测距系统设计 设计内容与要求： （1）选用超声波测距模块，进行整个检测系统的设计 （2）有必要的相关计算说明，精度分析及有关调试结果等 （3）设计单片机检测系统 课程设计目的与总体要求： 本课程设计目的是使学生学习单片机应用系统的基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计与调试方法，初步具备应用单片机进行设备技术改造和产品开发的能力。通过本课程设计使学生能够综合运用所学单片机、测控电路、传感器等专业知识，掌握单片机测控系统的设计步骤和软硬件的开发流程，具备微机系统发、智能仪器设计的初步能力，为从事智能测控系统设计奠定基础。同时，培养学生的创新意识，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。 本课程设计的设置应使学生接触和了解实际智能化微机测控系统设计从收集资料、方案比较、绘图、编程的全过程，进一步提高学生的系统分析、综合能力以及工程设计中电路设计与软件编程的基本能力，使学生具有进行智能仪器的设计与开发能力，为今后的课程设计与毕业设计以及日后的学习与工作做好必要的准备。要求学生根据设计原理图正确搭建电路，正确编写程序，试验操作规范，能得出正确的结果并进行简要分析，撰写设计报告和设计报告，提交设计实物，并进行展示。 课程设计目的与总体要求： 本课程设计安排在第六学期，共 2 周，2 学分。在相关课程学完后进行，具体时间安排如下： 1、布置任务及调研（1 天）； 2、总体方案设计（1 天）； 3、各子模块设计（4 天）； 4、系统调试及实验（3 天）； 5、整理设计说明书、电路图系统程序及相关技术资料（1 天）。 课程设计内容： 针对特定任务或具体测量要求，用单片机或 DSP 为核心进行本课程设计，主要设计内容包括：微机测控系统总体方案设计、数据采集系统设计与制作，人机交互界面、信号传输与通信系统以及执行机构的控制部分的设计与制作等。 课程设计方式： 根据选题将学生分成若干小组，集中安排在实验室，在教师指导下进行课程设计。  课程设计考核办法与内容： 学生课程设计评定成绩采用优、良、中、及格和不及格五级记分制。 考核根据学生平时学习态度（含出勤率）20%；实物（包括，设计完备性 15%、难度 15%和完成情况 20%）；图纸及说明书质量 15%；答辩 15%确定。设计方面的考查内容：微机测控系统总体方案、数据采集系统、人机交互界面、信号传输与及执行机构的控制等，且在各子模块设计中：硬件应有电路图，软件用相应的开发软件编程且已调试通过。 其他需说明的： 设计报告应包括以下内容：设计题目、设计任务书、目录、任务分析或方案设计、模块（电路或软件）设计、实验或调试、结果分析、结束语、参考文献及必要的附录（电路图、程序代码）等。 指导老师签字： 年 月 日 附注： 目录 第一章 研究方案 1 1.1 研究对象分析 1 1.2 测试要求 1 1.3 系统框图 1 1.4 器件选择 2 1.4.1 传感器的选择 2 1.4.2 单片机的选择 4 1.4.3 显示器件的选择 6 1.5 系统研制可行性分析 7 第二章 硬件电路设计 9 2.1 理论依据 9 2.1.1 什么是超声波 9 2.1.2 超声波的特性及特点 10 2.1.3 超声波测距原理 10 2.1.4 整体控制方式 2.2 电路设计 11 2.2.1 传感器电路 11 2.2.2 单片机系统电路 11 2.3 实物测试 13 第三章 软件设计 15 3.1 系统总体设计 15 3.2 测距子程序设计 16 3.3 显示子程序设计 第四章 调试与误差分析 19 4.1 电路调试 4.2 软件调试 4.3 误差分析 19 4.4 课程心得 21 参考文献 23 附录A 实物图 25 附录B 总程序 27  第一章 研究方案 1.1 研究对象分析 测距的原理和方法有很多，根据其信息载体的不同可归纳为光学方法、无线电方法和超声波方法。前两者在某些地方有局限性，相比之下，超声波方法具有突出的优点。首先，超声波对色彩、光照度不敏感，可用于测量透明及漫反射性差的物体（如玻璃、抛光体），可以直接测量近距离目标、适用范围广、方向性强、覆盖面较大等优点；其次，超声波对于被测物体处于黑暗，有灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣的环境有一定的适应能力。因此在液位测量，机械手控制，车辆自动导航，物体识别等方面有广泛的应用。尤其是在空气测距的应用中，由于空气中波速较慢，