1. 研究目的与意义
1.1 研究背景：
随着社会的发展，传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的的需求。例如在井深、液位、管道长度测量等场合。传统的测距方法根本无法完成测量任务。还有在很多要求实时测距的情况下。传统的测距方法也不能很好地完成测量任务。于是一种新的测距方法——超声波测距应运而生。超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。超声测距是一种非接触式的检测方式，它不受光线、被测对象颜色等影响。超声波传感器结构简单、体积小、信号处理可靠，所以检测比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。在移动机器人、汽车安全、海洋测量等上得到了广泛的应用。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。在昏暗、毒气或水下等特定的环境中，像超声波测距这样的非接触式测量发挥了重要作用，大大方便了人们的工作，比如工业上的金属探伤，无人机探测，喷洒农药，不仅如此，在生物医学成像、治疗等领域，超声波技术也有特定的优势，而在我们生活当中，扫地机器人和倒车雷达也是超声波技术应用的例子。
到目前为止，科学家们一直未停下研究非接触式检测技术的脚步，现在已经比较成熟并且应用较为广泛的非接触式检测技术主要有：红外探测技术，激光测距技术，视觉测距技术以及超声波测距技术等。
2. 研究内容与预期目标
2.1 研究内容：
在阅读大量的国内外相关文献与书籍，并对超声波测距原理和方法有了深入的理解和分析之后，本论文提出了一种基于STC51单片机的超声波测距系统。该系统是以单片机作为信号处理的主控制器，建立起系统中各信号之间的关联，主要分为硬件部分和软件部分，在误差分析上一是考虑温度对测距精度的影响，针对性的进行温度补偿，二是考虑到超声波在传播过程中能量会减弱以及其他信号的干扰，采用相应的滤波算法减小误差。本论文内容和结构将按照以下几个部分展开：
3. 研究方法与步骤
3.1 研究方法：
本次超声波测距仪的设计由单片机处理器、超声波发射探头、超声波接收探头、液晶显示模块、蜂鸣报警模块、温度补偿模块、按键控制模块组成。超声波测距仪由最小单芯片系统控制，超声波自超声波发射探头发射，接收探头接收遇到阻碍后反射回的超声波。该硬件分为七部分：最小单芯片系统、超声波传输和接收电路、按键控制电路、蜂鸣报警电路、数字显示电路和温度补偿电路。本设计选择用STC89C52即51单片机作为核心处理器，得到的距离数值将通过LCD1602所显示，在测得的距离超出程序中所指定的范围时，蜂鸣器发声。
4. 参考文献
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5. 工作计划
第一阶段（4周）：分析任务，收集关于超声波测距资料，完成超声波发射和接受电路方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译。
第二阶段（4周）：设计与写论文，完成测距等功能的硬件电路与软件程序设计，撰写设计报告与论文。
第三阶段（2周）：设计作品完善，论文修改。
