【正文】 選通第四個數(shù)碼管 MOV P0， A 。取要顯示的數(shù)作查表偏移量 MOV DPTR， TAB 。查表得字形碼 MOV P0， A 。(bcH+acL)存入 A 中 INC R0 MOV R0， A 。十位放在 42H 單元內(nèi) INC R1 MOV A， B 26 MOV R1， A 。清顯示單元 MOV P0， 00H MOV TMOD， 05H 。從 Keil 軟件的入門到匯編語言的細節(jié)問題，他都給了我耐 心解釋和指導。 23 致 謝 本液位測距系統(tǒng)設(shè)計是在我的導師吳才章教授的悉心指導下完成的。通過軟件給 口送至少 20uS 的高電平即可啟動發(fā)射超聲波，檢測 口的電平信號變化， 口由低電平變高電平時啟動單片機 T0 計數(shù)器進行計數(shù)， 口由高電平變低電平時停止計數(shù)。由于實驗中給超聲波測距模塊的觸發(fā)電平是高于 10uS 的高電平，而回響信號的持續(xù)時間經(jīng)計算也只是 微秒 21 級的，因此，使用一般的萬 用表是無法檢測到管腳信號變化的。 系統(tǒng)的軟件部分通過 Keil 軟件編寫并進行編譯，修改無誤后下載到單片機內(nèi)部進行測量。除以 1000 用結(jié)果右移 10次來實現(xiàn)。延時等待 LCALL DelayXus RRC A 。8 位計數(shù)器 ReadNext： CLR DQ 。存儲數(shù)據(jù) JMP $ ； ************************************** DelayXus: NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R7， DelayXus RET ； ************************************** ；復(fù)位 DS18B20,并檢測設(shè)備是否存在 ； ************************************** DS18B20_Reset: CLR DQ 。設(shè)備復(fù)位 MOV A， 0CCH 。存放溫度值的高字節(jié) TPL DATA 21H 。接著就是對顯示 單元清零，即對 輸出 P0 口清零 ；然后調(diào)用聲速 V 修正值子程序得到超聲波傳播速度后調(diào)用距離計算子程序計算距離 S；最后是顯示子程序的調(diào)用。 DS18B20 溫度傳感器使用比較方便，可以直接從讀出數(shù)字溫度值， 并且可根據(jù)實際 應(yīng)用的需要 通過簡單的編程實現(xiàn) 9— 12 位的數(shù)字值讀 數(shù) 方式 [6]。但是線路電阻的變化會導致溫度測量的偏差，需要額外的補償電路來消除偏差。顯示模塊的電路圖 （如圖 ） 。 STC12C5A08S2 單片機的最 小應(yīng)用系統(tǒng)的電路圖 （如 圖 ） 。 — P1 口是 8 位標準的 I/O 口，部分管腳有擴展功能。 20 管腳是 GND 端，工作時接地。其 工作 時序圖 （ 如 圖 所示 ） 。數(shù)碼管的選通與控制是通過 P2 口經(jīng) 74HC138 譯碼器來實現(xiàn)。簡化后的系統(tǒng)控制框圖 （ 如圖）。隨著技術(shù)的發(fā)展和需要，新型的、智能化超聲波測距逐漸得到應(yīng)用，因此，通過超聲波液位測距系統(tǒng)設(shè)計， 掌握超聲波測距原理的應(yīng)用及液位測距系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，通過編程實現(xiàn)液位測距功能，可以讓我們更加熟悉一個系統(tǒng)設(shè)計的 流程及應(yīng)具備的基本知識， 提高我們的實戰(zhàn)能力和經(jīng)驗。 由于超聲波在空氣中的方向感很強，探測距離很遠 ， 基于超生波的測距被廣泛應(yīng)用，而且其數(shù)據(jù)處理比較簡單，利用軟件編程即可實現(xiàn)計算機實時控制，通過溫度補償更是可以大大提高測量精度，基本上可以滿足工業(yè)現(xiàn)場控制要求。超聲波主要應(yīng)用于車輛導航、 物料定位 、建筑工地 以及空氣中和水下目標的探測、定位等場合。 現(xiàn)有的測距方法及其優(yōu)缺點 最早的 測距技術(shù) 大多是基于機械傳動工作原理 的測距，隨著工業(yè)控制的需求，慢慢過渡到機電一體化式測距，而隨著系統(tǒng)集成性的需要正朝 著智能式測距發(fā)展。其中通過溫度傳感器將溫度值采集到單片機中，經(jīng)過一定的數(shù)值修正即可得到當時溫度值下的超聲波傳播速度 V。本文采用了硬件和軟件相結(jié)合的設(shè)計方法，在軟件方面，采用了匯編語言進行程序編寫。其中作為機械式測距技術(shù)的代表，機械鋼帶式液位計優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，但是機械傳動部件較多，安裝、維護比較困難，且只限于測液位。從上世紀八十年代開始，國外就開始利用微電子技術(shù)和計算機等高科技成果，帶動液位測量技術(shù)的發(fā)展。 超聲波液位 測量 采用高速高性能的單片機為微控制器不僅能夠?qū)崿F(xiàn) 定點連續(xù)測量液位， 還可以提供需要的信號進行遠距離控制。 2 總體方案論證 文中 利用超聲波測距的原理設(shè)計了一套液位測距系統(tǒng)。 4 單 片 機 控 制器L E D 顯 示 電 路R S 4 8 5溫 度 傳 感 器H C — S R 0 4 超 聲 波測 距 模 塊 圖 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)簡化框圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計說明 系統(tǒng)的軟件部分是使用 keil 軟件編程，程序采用匯編語言編寫。 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 該超聲波液位測距系統(tǒng)硬件電路主要有四大部分組成，主要是 HC— SR04 超聲波測距集成模塊、溫度傳感器、單片機和數(shù)碼管顯示部分。 6 圖 工作時序圖 單片機的選型（ STC12C5A08S2） 作為液位測距系統(tǒng)的核心控制部分，單片機擔負著給 HC— SR04 超聲波測距模塊發(fā)送觸發(fā)信號和超聲波的傳輸時間計時、溫度值采集、距離計算及結(jié)果輸出等功能。 （ 2） 時鐘電路端 XTAL2 和 XTAL1 引腳： XTAL1 是內(nèi)部時鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個引腳。在本系統(tǒng)中利用 口連接溫度傳感器的信號輸入端。 9 圖 STC12C5A08S2 單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)電路圖 顯示電路的設(shè)計 系統(tǒng)的顯示采用的數(shù)碼管顯示電路，測量的距離結(jié)果用 4 位共陰極的數(shù)碼管顯示。 10 圖 數(shù)碼管顯示電路原理圖 溫度傳感器的選型 溫度值的多少直接影響 超聲波的傳播速度 V 的值，能夠?qū)崟r準確地采集溫度值就可以解決超聲波測距中的溫度補償問題。熱電偶式溫度傳感器：其主要是基于熱電效應(yīng)原理來工作的，具有測量范圍廣、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等優(yōu)點 [9]。 DS18B20 只有 3個管腳： 1電源線， 2信號線， 3接地線。輸出顯示結(jié)果后延時一段時間再次重啟超聲波測距模塊進行下次測量。存放溫度值的低字節(jié) ORG 0 JMP Reset ORG 100H Reset： LCALL DS18B20_Reset 。跳過 ROM 命令 LCALL DS18B20_WriteByte 。送出低電平復(fù)位信號 MOV R7， 240 。開始時間片 MOV R7， 1 。輸出數(shù)據(jù) MOV DQ， C MOV R7， 60 。具體程序如下： a b c (bc)H (bc)L (ac)H (ac)L (ac)H [(bc)H+(ac)L] (bc)L WORK:MOV A， TH0 MOV R7， A MOV A， TL0 MOV R6， A 17 MOV R5， 11H MOV A， R6 MOV B， R5 MUL AB ； b c MOV R2， A ；（ bc） L （ R2） MOV R3， B ；（ bc） H R3 MOV A， R7 MOV B， R5 MUL AB ； a c ADD A,R3 ；（ bc） H+（ ac） L A INC R2 MOV R2， A MOV A， B ；（ ac） H A ADDC A， 00H CLR C INC R2 MOV R2， A LCALL RIGHT RET1 ； *********循環(huán)右移 10 位子程序 ********* RIGHT： MOV R4， 10 LOP3： MOV A， R2 RR A DEC R2 MOV A， R2 RRC A DEC R2 MOV A， R2 RRC A INC R2 INC R2 DEC R4 DJNZ R4， LOP3 RET 數(shù)碼管顯示程序 距離計算結(jié)果需要先轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的 BCD 碼再送往數(shù)碼管顯示，這個可以通過查表來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。圖 是通過相關(guān)軟件下載程序到單片機的截圖。經(jīng)過查閱資料，選擇邏輯分析儀來檢測觸發(fā)信號即 口的電平變化和回響信號即 口的電平變化情況。由于單片機工作頻率為 ，則記一次數(shù)就是 1uS，從而解決了超聲波傳播時間的計算問題。我真的很慶幸有這樣一位知識淵博、認真負責的導師。當我做完系統(tǒng)設(shè)計回過頭看時，我覺得我的導師吳教授、我的學長王繼偉，還有身邊其他可愛的同學們，他們給我最大的幫助不是去解決什么具體的問題，而是在于遇到問題時該如何去解決。T0 用作計數(shù)器工作在方式 1 MOV TH0， 00H MOV TL0， 00H REST: CLR CLR 。個位放在 43H 單元內(nèi) MOV R2， 0C8H 。(bcH+acL)存入 45H 單元內(nèi) MOV A,B 。發(fā)送顯示相應(yīng)字形 MOV P2， 00H