1. 研究目的与意义（文献综述）

在控制领域中，确定物体的距离是十分重要的，一些传统的距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷。典型的非接触式测距方法有超声波测距、雷达测距、激光测距等。其中雷达测距具有全天候工作，适合于恶劣的环境中进行短距离、高精度测距的优点，但容易受电磁波干扰。激光测距具有高方向性、高单色性、高亮度、测量速度快等优势，尤其是对雨雾有一定的穿透能力，抗干扰能力强，但其成本高、数据处理复杂。与两者相比，超声波测距可以直接测量近距离目标，纵向分辨率高，适用范围广，方向性强，并具备不受光线、烟雾、电磁干扰等因素影响，且覆盖面较大等优点，应用前景广阔。

相比于其它定位技术而言，超声波定位技术成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠，非常适合于短距离测量定位。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器，超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。另外，超声波对固体、液体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的物体中，它可以穿透几十米的深度，碰到杂质或分界面会产生显著的反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的基本内容：本系统中通过stm32单片机控制压电式超声波传感器的发送端发送超声波，接收端接收超声波能量产生压电信号，传感器产生的电压信号输入到stm32单片机中进行处理，在lcd显示屏上显示具体数据。

本课题的目标：利用超声波遇到障碍物立即返回原理，设计一款工业用超声波测距传感器，可以显示测量的距离。完成硬件电路的设计及软件的编写并对整个系统进行软硬件调试。

本课题的基本技术方案：由stm32单片机产生一个10us 以上脉冲触发信号，发出 8 个 40khz 周期电平，超声波模块检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号，然后输入到单片机中处理，则所测距离=高电平时间*声速（340m/s）/2，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，最后在lcd显示屏上显示需要测量的数据。超声波测距传感器的总体框图如图1：

3. 研究计划与安排

1～3周：查阅相关文献资料，明确研究方向，确定研究内容，完成开题报告；

4～6周：完成超声波测距传感器硬件电路设计；

7～9周：完成超声波测距传感器软件设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李朝青主编.单片机原理及接口技术.北京航空航天大学出版社,2013.7

[2]瓮嘉民等编著.单片机典型系统设计与制作实例解析.北京:电子工业出版社,2014.1

[3]彭刚编著. 基于arm cortex-m3的stm32系列嵌入式微控制器应用实践.北京: 电子工业出版社,2008