超声波测距语音报警系统设计开题报告 - 图文

梧州学院

毕业设计（论文）任务书

课题名称 基于单片机控制的超声波测距语音报警系统设计

系 部 电子信息工程系

专 业 电子科学与技术 班 级 学 号 姓 名

指导教师（签名） 年 月 日

教研室主任（签名） 年 月 日

一、课题的内容和要求：

内容：利用所学数字电子技术、信号处理、控制等技术，设计、制作并调试完成一个单片机最小化系统。在此基础上，将最小系统与综合实验开发平台上的超声波模块、显示模块、语音播报模块进行正确的连接，使单片机可接收超声波模块输出的距离信号，并对其进行合理的处理后，在显示模块上实时显示超声波模块与障碍物的距离，并用语音播报。

要求：

（1）设计最小化单片机系统；

（2）装焊、调试最小化单片机系统；

（3）设计并编程，以构成超声波测距信号发生路；

（4）设计并编程，完成超声波信号处理，以实现测距功能； （5）设计并编程，以实现超声波测距结果显示； （6）设计并编程，以实现语音播报功能； （7）设计并完成系统启动/复位功能。

二、设计的技术要求：

（1）实验开发平台上的数码管可实时显示障碍物与超声波模块的距离信息，单位为cm，精确到小数点后一位（如显示28.2表示28.2cm）；

（2）当测试距离小于10cm或大于50cm 时报警，且以上两种情况的报警方式需要有明显区别；

（3）系统应具备测距启动功能，或当系统警报后，可以复位系统，使其可以开始重新测距。

三、设计（论文）工作起始日期：

自 2011 年 9 月 23 日 至 2011 年 09 月 12 日止。

四、进度计划与应完成的工作：

（1）第一周 调研、收集资料 （2）第二周到第四周 分析、确定方案 （3）第五周到第六周 完成硬件设计及调试 （4）第七周到第八周 完成软件的设计及调试 （5）第九周到第十周 设计电路图 （6）第十一周 完成毕业设计 （7）第十二周到十三周 撰写设计说明书

五、主要参考文献、资料： [1] 沙占友．集成化智能传感器原理与应用[M]．北京：电子工业出版社，2004． [2] 吴研．超声波倒车雷达系统设计 [J]．北京：北京理工大学，2005． [3] 肖景和，赵健．红外线热释电与超声波遥控电路[M]．北京：人民邮电出版社，2003．

[4] 史谚宾．基于AT89C2051的超声波测距仪设计[J]．北京：航空航天出版社，2006

[5] 路锦正,王建勤.超声波测距仪的设计[M]．成都：成都理工大学，1999． [6] 基于单片机智能系统的设计与实现[M]．北京：人民邮电出版社，2005． [7] 赖寿宏．微型计算机控制技术[M]．北京：机械工业出版社，2002． [8] 王兆安，黄俊．电力电子技术[M]．北京：机械工业出版社，2003． [9] 邱关源．电路[M]．北京：高等教育出版社，1999．

[10] 尤一鸣.单片机总线扩展技术第一版[M].北京:北京航空航天大学出版社，1993

本科生毕业设计（论文）开题报告 学号 专业年级 学生姓名 指导教师 系部 职称 电子信息工程系 基于单片机控制的超声波测距语音报警系统设计 本课题国内外研究动态及意义： 一：课题研究的动态 随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中得应用越来越广。例如，倒车雷达、交通测速、机器人障碍检测等。但就目前水平来说，国内超声波测距仪技术落后，产品功能低端。人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波传感器作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别。无庸置疑，未来的超声波传感器将与自动化智能化接轨，与其他的传感器集成和融合，形成多传感器。随着传感器的技术进步，传感器将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能， 最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的传感器将发挥更大的作用。 二：课题研究的意义： 设计（论文）题目 利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段，也就是由生物体发射不被人们听到的超声波(20kHz以上的机械波)，借助空气媒质传播，由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场、医学等得距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。 毕业设计(论文)研究内容、拟解决的主要问题： 本课题设计的主要内容包括硬件设计和软件设计两部分。通过对超声波测距可行性进行理论分析的基础上，利用计算机、电子技术及超声波在介质中的传播特性，制作出超声波测距的硬件部分，并编写相应的软件程序，进行调试于运行。在其中硬件设计方面，针对超声波在传播时呈指数衰减的特性，采取最大限度提高驱动能力、对回波进行多级放大等方法，扩大测量范围。在软件设计方面，采用模块化程序设计构想，讲软件分为超声波驱动和数据处理两大模块，而每个模块又由若干小模块组成，使其软件结构简单清晰，利于调试与

修改。 主要问题是超声波测量程序的精确性问题及语音播报的实现问题。 毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施： 超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差t,然后求出距S=Ct/2，式中的C为超声波波速。由于超声波也是一种声波，其声速C与温度有关。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理，单片机(AT89C51)发出短暂的40kHz信号,经放大后通过超声波换能器输出;反射后的超声波经超声波换能器作为系统的输入,锁相环对此信号锁定,产生锁定信号启动单片机中断程序,得出时间t,再由系统软件对其进行计算、判别后,相应的计算结果被送至LED显示电路和语音播报电路进行显示及播报。 参考文献： [1] 沙占友．集成化智能传感器原理与应用[M]．北京：电子工业出版社，2004． [2] 吴研．超声波倒车雷达系统设计 [J]．北京：北京理工大学，2005． [3] 肖景和，赵健．红外线热释电与超声波遥控电路[M]．北京：人民邮电出版社，2003． [4] 史谚宾．基于AT89C2051的超声波测距仪设计[J]．北京：航空航天出版社，2006 [5] 路锦正,王建勤.超声波测距仪的设计[M]．成都：成都理工大学，1999． [6] 基于单片机智能系统的设计与实现[M]．北京：人民邮电出版社，2005． [7] 赖寿宏．微型计算机控制技术[M]．北京：机械工业出版社，2002． [8] 王兆安，黄俊．电力电子技术[M]．北京：机械工业出版社，2003． [9] 邱关源．电路[M]．北京：高等教育出版社，1999． [10] 尤一鸣.单片机总线扩展技术第一版[M].北京:北京航空航天大学出版社，1993 是否可以进入设计（论文）研究： 指导教师签名： 年 月 日 是否可以进入设计（论文）研究： 教研室(系、研究所)主任签名： 年 月 日

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