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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着传感器和单片机控制技术的不断发展，非接触式测量技术已被广泛应用于多个领域。在无损检测、探伤、流体测速、定位、测距等声学检测领域中声速的测量尤为重要。而声音是人类获得的传递信息的重要途径，是人与人之间相互交流的重要媒介，人所获得的外界信息中30%都是来自于听觉，利用声音进行交流显得尤为重要。我们把声波在介质中传播的速率简称为声速。某介质的声速是该介质最本征的物理特性。人们正是从这些基本认识出发，在一系列理论研究和工程应用中，明确提出了实时、准确测定介质声速的要求。

基于这种现状，本设计完成一种基于stm32的声波测速系统。利用蜂鸣器发射声波，驻极体话筒接收声波，从而测得从发射声波到接受声波的时间。利用距离与时间的商可以求得声波在空气中的传播速度等其他重要数据，对研究声波的特性和声波在空气中的传播有深远的意义。

2. 研究的基本内容

本文设计完成一种基于stm32的声波测速系统。 通过测量从发射声波到接收声波所需要的时间，从而测得声速的大小。

微处理器模块是硬件系统的核心部分，他负责系统的正常运行以实现对数据接收模块的实时处理，并协调时钟、定时器、串口等模块接口同步工作。微处理器必须具有较强运算能力以满足实时多任务处理的性能需求，同时综合其功耗、稳定性、易扩展性及产品性能等因素，本文最终选择采用基于arm cortex-m3内核的stm32高性能低功耗32位微处理器作为核心，其最新的、先进架构的cortex-m3内核具有优异的实时性能和杰出的功耗控制。其1.25dmips/mhz的处理能力可在信号采集工作中满足多任务设计要求。结合数据采集模块、数据接收模块、驻极体放大电路模块以及微处理器模块等，完成声波信号的采集处理。

驻极体话筒具有体积小、频响宽、灵敏度高、结构简单、电声性能好、价格低廉等优点，因此被广泛应用于盒式录音机、无线电话筒、助听器及声控电路中。因此本文使用驻极体话筒作为数据接收模块。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2016年12月~2017年2月：查阅相关文献，完成设计任务书和开题报告，完成系统分析与概要设计；

2017年3月~4月初：完成由stm32，a/d转换电路及其他基本元件组成的数据采集模块以及由放大电路，驻极体放大电路组成的数据接收模块的编写。

2017年4月末：实现数据采集模块和数据接收模块的数据传输并对系统整体功能调试，在实际应用中进行测量时间等方面的测试。

4. 参考文献

[1] 冯军,赵建明.设计sigma-delta a/d调制器结构[j].现代电子技术;2006年08期

[2] 刘岩,华斯亮,王东辉,侯朝焕.一种用于驻极体麦克风的数字前置放大器设计[a];第十届中国科协年会论文集（四）[c];2008年

[3] 孙涵芳.mcs-51系列单片机原理及应用[m].北京:北京航空航天大学出版社，1996:24-25.