此次选题的目的在于锻炼自己的综合能力，超声波测距的设计 包含多方面的知识，有利于综合检测自己的能力，全面复习大学 四年所学，学以致用。
二、选题设计的思路和方案
1、设计思路 本课题主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声
波接收电路三部分组成。利用单片机来实现对超声波和超声波转 换模块的控制。选择通用、价廉的STC89C51单片机为控制平台，通 过细化设计要求，结合传感器技术相关知识实现超声波测距仪的
功能。设计完成以一个超声波测距系统,超声波在空气中的传播速 度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据 发射和接收的时间差，最终计算出发射点到障碍物的实际距离。 达到设计目标。 2、设计方案 2.1 总体方案设计：
超声波测距仪整体结构图包括超声波发射电路,超声波接收电 路,单片机电路,显示电路与温度测量电路等几部分模块组成。利 用单片机来实现对超声波和超声波转换模块的控制。具体见图所 示。
距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，测距成为 数据采集中要解决的一个问题。而由于超声波的速度相对光速小 的多，其传播时间比较容易检测，并且易于定向发射，方向性 好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声 波测距是一种利用超声波特性、电子技术、光电开关相结合来实 现非接触式距离测量的方法。因为它是非接触式的，所以它就能 够在某些特定场合或环境比较恶劣的情况下使用。比如要测量有 毒或有腐蚀性化学物质的液面高度或高速公路上快速行驶汽车之 间的距离。
第3周（3月17日至23日）：开题答辩； 第4周至第5周（3月24日至4月6日）：学习相关开发工具同时 查阅本次设计相关论文资料就本次设计进行需求分析 ； 第6周至第9周（4月7日至5月4日）：进行毕业实习，并根据 分析阶段所获得相关文档进行设计，并初步完成各个模块的相关 功能； 第9周（4月28日至5月4日）：中期检查； 第10周至第11周（5月5日至18日）：测试并完成各功能模块, 形成可运行的系统，并准备各项相关材料，书写毕业设计（论
（3）超声波接收电路设计：HC-SR04超声波测距模块可提供
2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可高达3mm，模 块包括超声波发射器、接收器与控制电路。其基本工作原理：
a.采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号； b.模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回； c.有信号返回，通过IO口ECH0输出一个高电平，高电平持续 的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=（高电平时间 *声速/340M/S）/2； d.当TRIG从0->1时，主控制板启动，当超时10ms时ECH0仍然 没有出现150us的0信号，表示没有障碍。 本模块性能稳定，测度距离精确，其主要特点：超微型，只相当 于两个发射，接收头的面积已经没法再小了；无盲区（10mm内成 三角形误差较大，简单可以当做0处理）；反应速度快，10ms的测 量周期，不容易丢失高速目标；发射头，接收头紧靠，和被测目 标基本成直线关系；模块上有LED指示，方便观察和测试。 （4）显示电路：采用简单的4位共阴极LED数码管进行动态显 示。 （5）电源电路：超声波测距仪可利用干电池进行供电，可采 用若干节1.5V干电池，视最后超声波测距仪的功率所定。控制系 统可采用5V电源进行供电。 2.3 软件设计： 功能实现流程：
能正确阐述主要内 容，层次清楚；回 答问题简洁，基本 准确；开题报告格 式规范
阐述条理不清楚， 报告内容不清楚； 不能准确回答问 题；开题报告格式 不规范
备注：其中“论文选题”、“实施方案、进度安排”、“方案可行 性”实行一票否决。
程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载 进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
超声波发生器可以分为两类：一类是用电气方式产生超声 波，另一类是用机械方式产生超声波。本课题属于近距离测量， 可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。
2、硬件条件： 各种电子元器件如STC89C51 、HC-RS04超声波模块、LED数
年 月日
超声波接收 超声波发送
扫描驱动 LED显示
单片机 控制 开始
系统初始化 等待反射超声波 发送超声波脉冲 计算距离 显示结果
信息工程学院毕业设计(论文)开题报告评分标准
指标
说明
考核标准
通过
不通过
设计（论 文）选题
题目大小、专 业角度、深度 是否合适，技 术难度、理论 意义或实用价 值
具有一定新意、研 究难度或实用价 值；研究目的、内 容明确
方案可行性程
文献调研充分，设 计技术方案基本可 行；基本掌握技术
文献调研不充分， 技术方案不明确或 有错误；不熟悉技 术关键，不能正确
方案可行性 度
表达质量
文字及综合表 达能力；回答 问题简洁性、 准确性；格式 规范性
关键，对可能遇到 的主要问题，分析 基本正确，开题条 件基本具备
分析可能遇到的主 要问题，开题条件 不成熟；预期达到 的研究目标过高或 过低。
图2 系统软件流程图
三、选题相关支持Biblioteka 件（理论知识、软件及硬件条件等）
1、理论知识： 主打芯片STC89C51RD：STC89C51RD是采用8051核的ISP（In
System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为 80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存 储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集 成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编
**********************学院 电子信息工程专业毕业设计
开题报告
课题题目： 姓 名： 学 号： 年级专业： 学 期： 指导教师： 职 称： 开题时间：
超声波测距仪的设计
2014级电子信息工程 第7学期
***********学院 本科毕业设计开题报告
题目
超声波测距仪的设计
1、 选题目的及意义
选题不当，在研究 或技术方面不明 确，或达不到本科 专业人才培养目标 要求。
实施方案、 进度安排
方案目标是否 明确，内容是 否丰富，思路 如何，进度安 排是否合理
目标基本明确，解 决问题的思路清 晰，内容清楚，在 若干方面有新意或 具有实用性，研究 进度安排合理
目标不明确或有错 误，内容不具体； 研究方法简单，技 术路线不严密，技 术难度过低，没有 抓住技术关键；研 究进度安排不合理
超声波测距是一种传统而实用的非接触测量方法，和激光、涡 流和无线电测距方法相比，具有不受外界光及电磁场等因素的影 响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构 简单，成本低，因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得 到了广泛的应用。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，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。利用超声 波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精 度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。
文）； 第11至12周（5月12日至25日）：毕业设计（论文）定稿与装
订，交指导老师评阅。 第13周（5月29日至6月1日）：毕业设计答辩。
指导教师意见：
1、 建议增加物体识别，返回图像名称； 2、 测距包括物体，地面台阶，地面孔洞，沟渠等。
专家组意见： 组长签名： 成员签名：
指导教师签名： 年 月日
超声波测距系统结构框图
2.2 硬件设计： （1）超声波测距仪总体设计：用超声波发射器向某一方向发
送超声波，同时在放射的时候开始计时，在超声波遇到障碍物的 时候反射回来，超声波接收器在接收到反射回来的超声波时停止 计时。通过公式S=VT/2可以测出汽车与障碍物之间的距离通过LED 显示屏显示出来。
（2）超声波发射电路设计：在超声探测电路中，发射端得到 输出脉冲为一系列方波，其宽度为发射超声的时间间隔，被测物 距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。经 过R6分压后到达A966基极通过集电极输出后经过中周变压器组成 谐振回路，最终将频率为40KHZ的信号作用于发射探头上，使其产 生共振后，发射出超声波。
码管等，焊烙铁、 焊锡、 钳子、 剪刀、 电路板、 电脑 。 3、软件条件:
运用keil软件进行C语言编程
四、选题预期达到的目标
1.实现超声波测距仪超声波放送的成功 2.实现超声波测距仪接收的功能 3.用动态扫描法实现LED数字显示
五、进度安排（描述具体年月区间的研究进度及内容 等）：
第1周至第2周（2013年3月3日至16日）：在前期对毕业设计 （论文）背景调查及资料收集的基础上撰写、确定开题报告；