【正文】 發(fā)生反射和折射 。在媒質(zhì)阻抗率差值不太大時(shí)，即使反射的強(qiáng)度只有原來強(qiáng)度的萬分之一，但由于入射超聲波的強(qiáng)度一般很高，反射波仍然可以測(cè)量出來。 (4) 超聲波從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)時(shí)，在交界面上發(fā)生反射和折射。聲波在液體和固 體中的聲速比在氣體中的聲速大。兩列超聲波相遇時(shí)，可以生干涉現(xiàn)象。 1． 3． 3 超聲波的產(chǎn)生和特性 超聲波發(fā)生器分為機(jī)械型和機(jī)電型兩大類，現(xiàn)在用的超聲波傳感器大多數(shù)是機(jī)電型的 .機(jī)電型超聲波發(fā)生器利用三種物理現(xiàn)象 :磁致伸縮、壓電效應(yīng)、電致伸縮。從低頻到高頻依次為次聲波、聲波、超聲波和特超聲波，而實(shí)際測(cè)量用的超聲波主要集中在頻率 2x1042x106 Hz的范圍內(nèi)。質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)介于縱波與橫波之間，沿表面?zhèn)鞑ィ穹S深度增加而迅速衰減的波。 (2) 橫波。它的頻率越高，就越與光波的某些特性 (如反射、折射等 )相 似。從單片機(jī)呈現(xiàn)給用戶的供應(yīng)狀態(tài)來看，單片機(jī)產(chǎn)品僅是一塊集成電路芯片，即它的所 有功能部件都是集成在一塊芯片上，所以稱之為單片機(jī)（ SingleChip Microputer）。料位計(jì)在液面測(cè)量和容積較小的煤倉(cāng)使用中數(shù)值比較精確 ， 容積較大的煤倉(cāng)的測(cè)量可選擇多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量通過計(jì)算可得出比較準(zhǔn)確的數(shù)值。超聲波物位計(jì)是利用聲波傳播的物理特性，對(duì)液體或者顆粒狀固體的料位 /料空進(jìn)行非接觸連續(xù)測(cè)量和控制。 Keyword ： Ultraaudible sound ， SingleChip Microputer ，ranging technique 目 錄 1 緒論 .........................................................1 1． 1 引言 ....................................................1 1． 2 單片機(jī)簡(jiǎn)介 ..............................................1 1． 3 超聲波產(chǎn)生和特性 ........................................2 1． 3． 1 超聲波的定義 .......................................2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) 1． 3． 2 聲波的波型 .........................................2 1． 3． 3 超聲波的產(chǎn)生和特性 .................................3 1． 4 超聲波測(cè)距技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用 ..........................4 1． 4． 1 超聲波測(cè)距的優(yōu)勢(shì) ...................................4 1． 4． 2 超聲波測(cè)距的應(yīng)用 ...................................5 1． 4． 3 超聲波測(cè)距的發(fā)展現(xiàn)狀 ...............................6 1． 5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及可行性分析 ........................7 2 超聲波測(cè)距原理 ...............................................8 2． 1 超聲波測(cè)距傳感器 ........................................8 2． 1． 1 超聲波測(cè)距傳感器的工作原理 .........................8 2． 1． 2 超聲 波測(cè)距傳感器的分類和選擇 .......................8 2． 1． 3 超聲波測(cè)距傳感器的探測(cè)方式 ........................12 2． 1． 4 超聲波傳感器頻率的選擇 ............................13 2． 2 超聲波測(cè)距原理 .........................................13 2． 2． 1 常見的測(cè)距法 ......................................13 2． 2． 2 超聲波測(cè)距基本原理 ................................13 2． 3 幾種常見的 40kHZ 超聲波發(fā)射和接收電路 ...................14 3 單片機(jī)基本單元結(jié)構(gòu)與操作原理 ................................21 3． 1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)與操作方式 ......................21 3． 1． 1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的基本組成 ...........................21 3． 1． 2 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的 SFR...............................21 3． 1． 3 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的工作方式 ...........................23 3． 2 中斷系統(tǒng)的基本原理與操作方式 ...........................25 3． 2． 1 中斷系統(tǒng)的基本組成 ................................25 3． 2． 2 中斷系統(tǒng)中的 SFR..................................26 3． 2． 3 中斷系統(tǒng)的自主操作過程 ............................27 4 超聲波測(cè)距儀的軟硬件設(shè)計(jì) ....................................29 4． 1 超聲波測(cè)距儀的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................29 4． 1． 1 超聲波發(fā)射電路 ....................................29 4． 1． 2 超聲波接收電路 ....................................31 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) 4． 1． 3 單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路 ..............................33 4． 2 超聲波測(cè)距儀的軟件設(shè)計(jì) .................................35 4． 2． 1 主程序 ............................................35 4． 2． 2 超聲波發(fā)射子程序 ..................................36 4． 2． 3 超聲波接收中斷程序 ................................37 4． 2． 4 延時(shí)子程序 ........................................37 4． 2． 5 顯示子程序 ........................................38 4． 2． 6 距離計(jì)算子程序 ....................................38 4． 2． 7 調(diào)試及性能分析 ....................................39 4． 3 結(jié)論 ...................................................40 總結(jié) ..........................................................41 致謝 ..........................................................41 參考文獻(xiàn) ......................................................42 附錄一 集成電路 CX20216A 引腳功能與維修數(shù)據(jù) ....................43 附錄二 元件清單 ...............................................43 附錄三 超聲波測(cè)距儀控制源程序 .................................45 1 緒論 1． 1 引言 超聲波技術(shù)的聲學(xué)特性早已為人們所認(rèn)識(shí)。 關(guān)鍵詞： 超聲波 ， 單片機(jī) ， 測(cè)距技術(shù) Abstract This dissertation was detailedly introduced us and is designed the ultraaudible sound and anticipates position and the meritorous service capacity calculateed ， Moreover through the task backdrop 、 System is makeed up 、 Work rule 、 Software and hardware design 、 The respects such as system debug and so on are expounded 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) 摘 要 本論文 詳細(xì)介紹了我們?cè)O(shè)計(jì)超聲波料位計(jì)的結(jié)構(gòu)和功能，并從課題背景、系統(tǒng)組成、工作原理、軟硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試等方面加以論述。 2．軟件的編程。 2．根據(jù) 51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)編制相應(yīng)的程序。但是在軟件設(shè)計(jì)之前，必須把硬件原理搞懂，這是是否能完成軟件編寫的關(guān)鍵。 第二部分：超聲波的基本原理 單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差 tr，然后求出距離 S＝ Ct／ 2，式中的 C為 超聲波波速。它的用途廣泛，可用于探傷、測(cè)距、測(cè)厚和自動(dòng)控制等。這樣可以大大簡(jiǎn)化電路圖的復(fù)雜程度，節(jié)省時(shí)間和精力來完成對(duì)軟件的設(shè)計(jì)。 主要 參考文獻(xiàn)： 1． 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 李建忠編著 西安電子科技大學(xué)出版社 2021 年 2 月 2．《單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全》 王福瑞編著 北京航空航天大學(xué)出版社 1998 月 12 月 3．《傳感器技術(shù)及其應(yīng)用》 丁鎮(zhèn)生編著 電子工業(yè)出版社 1998 年 4．《中國(guó)集成電路大全》 中國(guó)集成電路大全編委會(huì)編 國(guó)防工業(yè)出版社 1985 年 5．《機(jī)器人超聲測(cè)距數(shù)據(jù)的采集與處理》 杭州浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院 紀(jì)良文 蔣靜坪 6．《超聲波測(cè)距儀的設(shè)計(jì)》 成都理工大學(xué)電子信息工程系 路錦正 王建 勤 楊紹國(guó) 趙珂 趙太飛 7．《泊車用超聲波測(cè)距儀的研制》 北方交通大學(xué)電氣電力工程學(xué)院 邱瑞昌 8．《 用 AT89C2051 設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀》 天津理工學(xué)院光電信息與電子工程系 姜道連 寧延一 袁世良 9．《傳感器技術(shù)及應(yīng) 用》 北京航空航天大學(xué)出版社 何希才 2021 年 4 月 10．《單片機(jī)的 C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)》（修訂 版） 北京航空航天大學(xué)出版社 馬忠梅、籍順心、張凱、馬巖 2021 年 2 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) 2．任務(wù)書提出的要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 1．設(shè)計(jì)超聲波料位計(jì)系統(tǒng)接口電路和外圍電路，畫出硬件線路圖。 問題 : 1．設(shè)計(jì)超聲波料位計(jì)系統(tǒng)接口電路和外圍電路。 (設(shè)計(jì) )課題撰寫本報(bào)告一份，作為指導(dǎo)教師審查學(xué)生能否 承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )課題任務(wù)的依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。 最后在結(jié)論中對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析和總結(jié)，得出了一些成果，但發(fā)現(xiàn)了諸多設(shè)計(jì)上的問題，我會(huì)在以后的時(shí)間里將它解決。 Finally being living in the conclusion analyses and sums up to the entire design process ， Obtain some fruit ， Yet discover the problem on much designs ， After I be able to be living time in by it resolves 。被測(cè)介質(zhì)也各不相 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 共 頁(yè) 第 頁(yè) 同，比重，顆粒度等給測(cè)量帶來 很大困難，超聲波料位計(jì)在固體顆粒和塊狀物料的測(cè)量中已經(jīng)被普遍采用，并且得到一定的認(rèn)可。 采用超聲波式料位計(jì)連續(xù)檢測(cè)原料庫(kù)、生料庫(kù)、熟料庫(kù)和水泥庫(kù)等大型圓庫(kù)的料位，將料位信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，為生產(chǎn)控制及生產(chǎn)管理提 供準(zhǔn)確的庫(kù)存數(shù)據(jù)。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，單片機(jī)主要用于控制，所以也稱它為微控制器（ Microcontroller）。它的用途