【正文】 用來工業(yè)上的測量領域。在工業(yè)和農業(yè)的許多領域，需要監(jiān)測水位，可能活不過來或人的現(xiàn)場監(jiān)測。諸如環(huán)境溫度、風速等，使其無法達到要求。 ultrasonic sensorIII目錄目 錄摘 要 I1 緒論 1 論文研究背景與意義 1 國內外發(fā)展的現(xiàn)狀 12 設計總體思路 2 超聲波液位控制系統(tǒng)的設計要求 2 設計具體內容 2 設計方案 23 硬件設計 3 單片機系統(tǒng) 3 AT89C51性能 3 AT89C51各引腳功能 3 外圍電路的設計 5 超聲波的發(fā)射電路 5 超聲波的接收電路 6 LED的顯示電路的設計 7 電源電路 10 報警電路 11 控制電路 12 控制系統(tǒng)的設計 13 系統(tǒng)硬件方案的設計 13 水位液位控制的原理 144 系統(tǒng)軟件的設計 15 超聲波測量距離的原理 16 主程序流程圖 16 16 16III目錄 信號控制 16 數(shù)據(jù)存儲 17 信號處理 17 環(huán)境編譯 19參考文獻 21致謝 22附錄 2310河北科技師范學院2014屆本科畢業(yè)設計1 緒論 論文研究背景與意義超聲波液位測量儀作為一種典型的非接觸測量儀器，在很多方明有著廣泛的應用。而現(xiàn)在單片機技術已日漸成熟，價格低廉、性能優(yōu)異、靈活性高、穩(wěn)定性好。深入討論了用超聲波作為信號源進行液位檢測的可行性以及它的優(yōu)越性。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。專業(yè)：電氣工程及其自動化 學號： 9310100724 He bei Normal University of Science amp。本學位論文的知識產權歸屬于河北科技師范學院。首先，超聲波可以在氣體、液體、固體和固溶體等介質中進行有效的傳播。因此本文采取了以AT89C51單片機作為系統(tǒng)核心部件與超聲波技術合二為一，設計出的一種非接觸式液面檢測控制系統(tǒng)，具有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。諸如工業(yè)自動控制，工程建設測量和水位高度等方面的測量。如何解決這些問題具有較大的現(xiàn)實意義。我們可以用遙控器控制，坐在儀器可以檢測和控制領域。因為超聲波有著能量消耗緩慢的優(yōu)點，所以無論是在哪種介質中進行的的傳播，無論距離的長短，都適合使用。在非接觸式檢測這方面超聲波測距有著極為顯著的優(yōu)勢。尤其適和使用于空氣的范圍內，由于在空氣中的速度慢，沿傳播方向的結構的信息，很容易被檢測到回波的信號，因此，它具有很高的分辨率，另外，它的計算精度也遠遠的高于其他方法；同時超聲波傳感器還具有結構簡單，體積小的特點，可靠性高，信號容易處理。3 硬件設計 單片機系統(tǒng)單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)，具有一個完整得計算機所需要的大部分部件：例如CPU，內存，總線系統(tǒng)等等。因此，在本設計當中使用的是AT89C51單片機。 AT89C51各引腳功能AT89C51提供以下標準功能：4KB的Flash閃速存儲器，128B內部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內震蕩器及時鐘電路，同時，AT89C51可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。P0口為開漏輸出，在作為通用I/O使用時，需要在外部接上拉電阻。ALE：地址鎖存允許線，配合P0口的第二功能使用，在訪問外部存儲器時。/PSEN：片外ROM的選通線，在訪問片外ROM時，89C51自動在/PSEN線上產生一個負脈沖，作為片外ROM芯片的讀選通信號。壓電超聲換能器的壓電石英晶體是通過諧振器工作來使用的。 超聲波發(fā)射電路超聲波接收電路芯片CX20106A是接收紅外探測器，經常被用于紅外線的遙控接收器。所謂靜態(tài)顯示，每個顯示將占用的I / O接口鎖存功能的筆段字形代碼分離。 用于顯示控制系統(tǒng)的計算機測量和數(shù)據(jù)有一個發(fā)光二極管（LED數(shù)碼管顯示或）和液晶顯示器（LCD）。由于系統(tǒng)中顯示的內容比較簡單，顯示數(shù)量不多，所以數(shù)碼管方便、經濟。由8個發(fā)光二極管顯示，其中7個發(fā)光二極管，字體”每個沖程8”（部分）一~ G，另一點是DP發(fā)光二極管。為了節(jié)省端口和降低功耗，系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示模式。在這個系統(tǒng)中，該字線選通不通過npn8050三極管的導通與截止的控制，即晶體管在“開始”狀態(tài)。（1）所示：（1）LED引腳排列 （2） LED譯碼方式解碼方法由顯示字符定義的轉換得到相應的域代碼，對LED數(shù)碼管顯示，硬件解碼軟件解碼模式兩種譯碼通常。由于本設計采用共陽極LED，對應的字符、字段代碼如表2所示：表2 八段共陽LED數(shù)碼顯示管字形碼表顯示字符共陽極字段碼顯示字符共陽極字段碼0C0H592H1F9H662H2A4H7F8H3B0H880H499H990H 本系統(tǒng)采用市電220V，50Hz供電，而單片機以及其它芯片均采用直流5V和12V電壓供電。LM780LM7812可以提供本地的卡監(jiān)管，結合單點的調整，解決分配問題。對于一些緊急或異常情況，可以使操作人員不可忽視，以便及時處理，常常需要有更多的關注將意識產生報警信號，報警信號通常有三種類型：閃光報警器，蜂鳴器報警，語音報警，系統(tǒng)采用壓電蜂鳴器報警電路簡單、方便。 控制電路　控制系統(tǒng)的設計　系統(tǒng)方案設計液位控制是利用把超聲波液位檢測系統(tǒng)檢測到的液位的狀態(tài)通過AT89C51把輸出狀態(tài)直接接到單片機的I/O接口，單片機經過運算控制，輸出數(shù)字信號，輸出接口接LED進行顯示,實現(xiàn)液位的報警和鍵盤的顯示與控制；圖2即是液位控制系統(tǒng)：超聲波液位檢測系統(tǒng)控制執(zhí)行裝置 液位控制系統(tǒng) 由上圖可觀察到超聲波檢測系統(tǒng)對液面進行測量，通過AT89C51單片機的運算控制，再通過對閥門的開啟實現(xiàn)對水體的液位進行調節(jié)控制,閥門的驅動設備是電動機。其中，A在下限水位．B在上限水位。在系統(tǒng)的設定中從上到下的第一道位置設定為水位的上限報警線，也就是說當水面液位高于這一系統(tǒng)的設置位置時，開水閥的控制系統(tǒng)即進入自動報警環(huán)節(jié)，以此來告訴工作人員注意，加水電磁閥極有可能出現(xiàn)了故障，從而無法進行正常的工作，需要人為的干預；系統(tǒng)設定的第二個位置的含義是控制系統(tǒng)控制加水閥自動停止加水的位置線，也就是說當水位高于此位置時，控制系統(tǒng)會自動關閉加水電磁閥，從而達到停止供水的目的；系統(tǒng)設置的第三個位置是自動加水線，也就是說當水位低于這一系統(tǒng)設定的位置時，控制系統(tǒng)將會自動接通加水電磁閥，從而達到開始供水的目的；系統(tǒng)設置的第四個位置是水位下限報警線，也就是說當水面的液位低于此處時，控制系統(tǒng)將會自動接通報警電路從而報警，以提醒人們注意到。假設T為超聲波信號發(fā)出那一時刻的時間，發(fā)出的信號經反射后被接受到。指令寄存器（IR）是用來存儲從程序存儲器指令，定時控制邏輯是用于解碼指令，IR，和OSC定時脈沖產生的指令，以完成相應的指令執(zhí)行[ 18 ]。引腳XTAL1反向放大輸入管Q4，XTAL2是對第二季度產量。 每個中斷源都可以用一個SFR （IEEIE2）中的相關中斷允許位允許或禁止，但是必須首先置‘1’EA 位（）以保證每個單獨的中斷允許位有效。為了得到超聲波的發(fā)射信號與接收到的回波信號之間的時間差，我們需要讀出此刻計數(shù)器上的數(shù)值，然后把它存儲在RAM當中，而且在每次發(fā)射的周期開始時，都需要把計數(shù)器進行清零處理。 外部中斷子程序 開始 程序初始化 定時中斷子程序 收到回波 結束是 否 主程序流程圖定時中斷服務子程序完成超聲波的發(fā)射和接收，外部中斷服務子程序主要完成時間值的讀取、距離計算