【正文】 位。方案一:我們可以用NE555振蕩產(chǎn)生40KH的方波信號，它是基于硬件的基礎(chǔ)上，便于我們可以通過示波器觀察到40KH的方波，具有直觀且易于觀察的特點，有利于電路的檢測。當(dāng)聲波的振動頻率大于20000赫茲或小于20赫茲時，我們便聽不見了。 一 、超聲波的特性 （1）超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。 超聲波傳感器的主要應(yīng)用超聲波傳感技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的不同方面，而醫(yī)學(xué)應(yīng)用是其最主要的應(yīng)用之一，下面以醫(yī)學(xué)為例子說明超聲波傳感技術(shù)的應(yīng)用。 在工業(yè)方面，超聲波的典型應(yīng)用是對金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量最大，靈敏度也最高。小功率超聲探頭多作探測作用。該復(fù)合式振動器是諧振器以及，由一個金屬片和一個壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動器的一個結(jié)合體。在這種情況下，壓電陶瓷的聲阻抗與空氣的匹配就變得十分重要。 超聲波液位測量示意圖 超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時間，根據(jù)發(fā)射和接收的時間差計算出發(fā)射點到障礙物的實際距離。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發(fā)射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：工作頻率。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)?！妗范圍內(nèi)精度為177。 測量盲區(qū)示意圖為了保證有一定的信噪比，接收信號的幅值規(guī)定了一個閥值，也就是說接收信號的幅值必須大于這一閥值時才能使回波接收電路有輸入信號。可以從硬件上屏蔽，也可以從軟件上采用信號濾波，或者延時接收。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。l ：計時器0外部輸入。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。l /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。 工作電源：3~5V/DC。 適用于DN15~25，DN40~DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫。 軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測溫和控制。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。2腳AGC：該腳與GND之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。7腳OUT：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22kΩ，沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時則會下降。 電源電路設(shè)計 本系統(tǒng)采用市電220V，50Hz供電，而單片機(jī)以及其它芯片均采用直流5V和12V電壓供電。 LED顯示系統(tǒng)設(shè)計微機(jī)化測控系統(tǒng)中常用的測量數(shù)據(jù)的顯示器有發(fā)光二極管顯示器(簡稱LED或數(shù)碼管)和液晶顯示器(簡稱LCD)。一位顯示器由8個發(fā)光二極管組成，其中7個發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個筆劃（段）a～g，另一個小數(shù)點為dp發(fā)光二極管。在本系統(tǒng)中，字位線的選通與否是通過NPN8050三極管的導(dǎo)通與截止來控制，即三極管處于“開頭”狀態(tài)。在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機(jī)內(nèi)部的定時器T0，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。應(yīng)用C語言的優(yōu)越性： (1)不懂得單片機(jī)的指令集，也能夠編寫完美的單片機(jī)程序；(2)無須懂得單片機(jī)的具體硬件，也能夠編出符合硬件實際的專業(yè)水平的程序；(3)不同函數(shù)的數(shù)據(jù)實行覆蓋，有效利用片上有限的RAM空間；(4)程序具有堅固性: 數(shù)據(jù)被破壞是導(dǎo)致程序運行異常的重要因素。只要在引腳XTAL1與XTAL2上外接定時反饋回路，OSC振蕩器產(chǎn)生矩形時鐘脈沖序列，其頻率是單片機(jī)的重要性能指標(biāo)之一。當(dāng)一個外設(shè)或外部源滿足有效的中斷條件時，相應(yīng)的中斷標(biāo)志被置為邏輯‘1’。 注：任何清除EA 位的指令后面應(yīng)立即跟隨一條具有2 或多字節(jié)操作碼的指令。 某些中斷標(biāo)志在CPU 進(jìn)入ISR 時被自動清除。IE0（）和 IE1（）分別為外部中斷/INT0 和/INT1的中斷標(biāo)志。如果這兩個中斷的優(yōu)先級相同，則由固定的優(yōu)先級順序決定哪一個先得到服務(wù) 。 系統(tǒng)軟件設(shè)計框圖根據(jù)以上所述系統(tǒng)硬件設(shè)計和所完成功能，系統(tǒng)軟件需要實現(xiàn)以下功能：在系統(tǒng)硬件中，己經(jīng)完成了超聲波發(fā)射驅(qū)動電路、回波檢測電路的設(shè)計。 外部中斷入口關(guān)外部中斷讀取時間值計算距離輸出結(jié)果開外部中斷結(jié)束發(fā)射完否否是發(fā)射超聲波定時器初始化停止發(fā)射定時中斷入口結(jié)束 圖 定時服務(wù)子程序 外部中斷服務(wù)子程序 單片機(jī)的C程序設(shè)計1 編譯環(huán)境使用C 語言肯定要使用到C 編譯器，以便把寫好的C 程序編譯為機(jī)器碼，這樣單片機(jī)才能執(zhí)行編寫好的程序。sfr P2M1 = 0X95。//數(shù)碼管09uint distance[4]。sfr P1M1 = 0X91。主程序完成初始化工作。在這種情況下，響應(yīng)時間為 18 個系統(tǒng)時鐘周期：一個時鐘周期用于檢測中斷，5 個周期執(zhí)行RETI，8個周期執(zhí)行DIV 指令，4個周期完成對 ISR的長調(diào)用（LCALL） 。每個中斷在 SFR（IPEIP2）中都有一個配置其優(yōu)先級的中斷優(yōu)先級設(shè)置位，缺省值為低優(yōu)先級。 中斷源、對應(yīng)的向量地址、優(yōu)先級和控制位一覽表。但是在中斷服務(wù)程序中讀EA 位時將返回‘0’值。 每個中斷源都可以用一個SFR （IEEIE2）中的相關(guān)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。中斷源在片內(nèi)外設(shè)與外部輸入引腳之間的分配隨器件的不同而變化。 OSC是控制器的心臟，能為控制器提供時鐘脈沖。C語言具有良好的程序結(jié)構(gòu)，適用于模塊化程序設(shè)計，因此采用C語言設(shè)計單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時，首先要盡可能地采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法，將功能模塊化，由不同的模塊完成不同的功能，這樣可使整個應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰，易于調(diào)試和維護(hù)。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。這種連接方式由于多位字段線連在一起，因此，要想顯示不同的內(nèi)容，必然要采取輪流顯示的方式，即在某一瞬間，只讓其中的某一位的字位線處于選通狀態(tài)，其它各位的字位線處于斷開狀態(tài)，同時字段線上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。如圖所示。LM7805和LM7812為輸出晶體管提供了安全區(qū)域保護(hù)，限制內(nèi)部功耗。數(shù)碼管的選擇上，為了使數(shù)碼管亮度大，本人選擇了共陰極的數(shù)碼管，數(shù)碼管管腳接到高電平發(fā)亮。例如，取R=200kΩ時，fn≈42kHz，若取R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。適當(dāng)更改電容的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。超聲波換能器內(nèi)部有兩個壓電晶片和一個換能板。 該產(chǎn)品適用于冷凍庫，糧倉，儲罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測溫和控制領(lǐng)域。 不銹鋼保護(hù)管直徑Φ6。 測溫范圍－55℃～＋125℃，℃。l XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。另外，該引腳被略微拉高。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。l /INT0：外部中斷0。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。因此，oc為盲區(qū)時間，cb為可測范圍，b為可測距離的最遠(yuǎn)點。當(dāng)障礙物離探頭越來越遠(yuǎn)時，接收信號與發(fā)射信號相隔時間越來越長，發(fā)射信號的幅值也相應(yīng)地越來越小。10176。它的精度高。溫度傳感器有很多種，例如溫度傳感器AD590。靈敏度。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。本課題屬于近距離測量，可以采用常用的壓電式超聲波換能器來實現(xiàn)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。利用常規(guī)雙壓電晶片元件振動器的彎曲振動，在頻率高于70kHz的情況下，是不可能達(dá)到此目的的?；谝陨献饔茫憧梢詫弘娞沾捎米鞒暡▊鞲衅?。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括： （1）工作頻率。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。當(dāng)超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面是，在該界面就產(chǎn)生反射回聲。 （3） 超聲波與傳聲媒質(zhì)的相互作用適中，易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息（診斷或?qū)髀暶劫|(zhì)產(chǎn)生效應(yīng)）。這種由無數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。報警系統(tǒng)超聲波接收超聲波發(fā)送 AT89C51 單片機(jī)LED顯示溫度檢測555電路 超聲波液位測量系統(tǒng)框圖 超聲波和超聲波傳感器科學(xué)家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲。其中AT89C51 單片機(jī)是整個電路的核心，它控制其他模塊來完成各種復(fù)雜的操作。利用超聲波傳輸中距離與時間的關(guān)系，采用AT89C51單片機(jī)進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)處理，設(shè)計出了能精確測量兩點間距離的超聲波液位檢測系統(tǒng)。超聲波測距的算法設(shè)計原理為超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當(dāng)這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接收到?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38kHz與測距的超聲波頻率40kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路。超聲波發(fā)射電路主要由反相器CD4069和超聲波發(fā)射換能器T構(gòu)成，另一路經(jīng)兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個電極，用這種推換形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。這類檢測儀表一般具有體積小、重量輕、無動作部件、安裝方便等優(yōu)點、大多可適用于任何液體液位高度的檢測與控制，特別適用于易燃、易爆、腐蝕性液體的檢測。因為它沒有任何部件與被測物體直接接觸，特別適用于傳統(tǒng)測量儀表不能解決的測量問顆。新型氣密結(jié)構(gòu)、耐腐蝕的超聲波傳感器可測量高達(dá)15m的液位。并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測物體的距離。磁致伸縮液位計安裝容易，不需要定期維修和重新定標(biāo)，工作壽命較長。現(xiàn)代伺服液位計的測量精度己達(dá)到40m范圍內(nèi)小于士1 mm。它們的共同特點是測量的感應(yīng)元件與被測液體接觸。超聲測距是一種非接觸式的檢測方式。此外我認(rèn)識到單片機(jī)在各方面都有很大的應(yīng)用潛能，在自動控制領(lǐng)域它更是發(fā)揮了不可替代的作用。經(jīng)過液面反射后超聲波接收探頭將接收到的超聲波送到單片機(jī)進(jìn)行處理。它在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間。因此存在一定的磨損且容易被液體沾污或粘住，尤其是桿式結(jié)構(gòu)裝置，還需有較大的安裝空間，不方便安裝和檢修。在一般的生產(chǎn)過程中，液位測量的目的主要是通過液位測量來確定容器里的原料、半成品或產(chǎn)品的數(shù)量，以保證生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)物料平衡以及為進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算提供可靠的依據(jù)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計）水平論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級前的□內(nèi)畫“√”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計）水平論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格