【正文】 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 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(shí)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 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 第一章 緒 論 ....................................................... 1 課題研究的背景及意義 ....................................... 1 國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀 ........................................... 3 液位計的類型 ............................................... 3 本文的主要工作 ............................................. 5 第 2 章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 .......................................... 7 系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容和功能 ......................................... 7 課題設(shè)計的任務(wù)和要求： ..................................... 7 系統(tǒng)方案選擇 ............................................... 8 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計 ......................................... 8 超聲波和超聲波傳感器 ....................................... 9 超聲波傳感器的主要應(yīng)用 .................................... 10 超聲波傳感器測距原理 ...................................... 10 超聲波測距原理 ............................................ 12 超聲波發(fā)生器選擇 .......................................... 12 盲區(qū)處理 ................................................. 14 第 3 章 各單元硬件電路設(shè)計 ......................................... 16 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ........................................ 16 溫度補(bǔ)償電路設(shè)計 .......................................... 18 超聲波發(fā)射電路設(shè)計 ........................................ 19 超聲波接收電路設(shè)計 ........................................ 20 顯示電路設(shè)計 .............................................. 22 電源電路設(shè)計 .............................................. 22 LED 顯示系統(tǒng)設(shè)計 ........................................... 23 報警電路設(shè)計 .............................................. 24 第 4 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 ............................................. 26 超聲波測距儀的算法設(shè)計 .................................... 26 主程序流程圖 .............................................. 26 系統(tǒng)軟件設(shè)計框圖 .......................................... 29 單片機(jī)的 C 程序設(shè)計 ........................................ 31 系統(tǒng)的軟硬件的調(diào)試 ........................................ 32 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 調(diào)試分析 .................................................. 37 LED 顯示程序的調(diào)試 ................................... 37 溫度測量程序的調(diào)試 .................................. 38 第 5 章 結(jié)論 ....................................................... 39 參考文獻(xiàn) .......................................................... 40 致謝 .............................................................. 42 附錄Ⅰ ............................................................ 43 附錄Ⅱ ............................................................ 52 附錄Ⅲ ............................................................ 53 第 1章 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 緒 論 課題研究的背景及意義 目前，液位測量技術(shù)已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在工業(yè)部門和日常檢測部門中。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。溫度控制 。利用超聲波傳輸中距離與時間的關(guān)系，設(shè)計出了能精確測量兩點(diǎn)間距離的超聲波液位檢測系統(tǒng)。 本設(shè)計基于單片機(jī)的超聲波液位測量系統(tǒng)主要由硬件與軟件兩部分組成，硬件是基于 AT89C51 芯片為核心的超聲波液位測量 ，采用 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)處理， 給出了超聲波發(fā)射和接收電路，通過盲區(qū)的消除以及環(huán)境溫度的采樣，提高了測距的精確度。超聲波 。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測量容器中液體的液位。它們的共同點(diǎn)是測量的感應(yīng)元件與被測液體接觸，即 都存在著與被測液體相接觸的測量部件且多數(shù)帶有可動部件。超聲波在液位測量中的應(yīng)用也越來越廣，但是就目前的發(fā)展水平來說，超聲波在測距系統(tǒng)中的應(yīng)用還有一定的限度，因此研究超聲波的液位檢測是很有發(fā)展前景的。其間通過單片機(jī)的控制， 口輸出控制信號從 555 振蕩器輸入到驅(qū)動電路驅(qū)動超聲波發(fā)射電路， 超聲波發(fā)生電路產(chǎn)生 40KHz的調(diào)制脈沖，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換為超聲波信號向前方空間發(fā)射。目前 超聲波已廣泛運(yùn)用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。隨著自動測量和微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，超聲波測距的理論已經(jīng)成熟，超聲波測距的應(yīng)用也非常廣泛。 一、接觸型液位儀表： 接觸型液位儀表主要有 :人工檢尺法、浮子測量裝置、伺服式液位計、電 容式液位計以及磁致伸縮液位計。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 ：伺服式液位計基于浮力平衡的原理，由微伺服電動機(jī)驅(qū)動體積較小的浮子，能精確地測出液位等參數(shù)。 通常情況下，磁致伸縮液位計安裝有兩個浮子，其中一個浮子的密度小一于油品的密度，另一個浮子的密度大于油品的密度而小于水的密度，它們分別用來檢測油氣界面和油水界面。在測量中脈沖超聲波由傳感器（換能器）發(fā)出，聲波經(jīng)液體表面反射后被同一種傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號。超聲測位技術(shù)可適用于氣體、液體或固體等多種測量介質(zhì)，因而具有較大的適應(yīng)性且價格較為便宜。射線液位計安裝非常方便，測量精度較高。根據(jù)光導(dǎo)纖維中光在不同介質(zhì)中傳輸特性的改變對液位進(jìn)行測量。顯示電路采用簡單實(shí)用的 LED 數(shù)碼管 。 超聲波檢測接收電路主要是由集成電路 CX20206A 組成，它是一款紅外線檢波接收的專用芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器。如果當(dāng)計時器溢出時還未檢測到超聲波返回信號，則定時器 T0 溢出中斷將外中斷 0 關(guān)閉，并將測距成功標(biāo)志字賦值 2 以表示此次測距不成功。輸出由 LED 數(shù)碼管顯示 ，通過盲區(qū)的消除以及環(huán)境溫度的采樣，提高了測距的精確度。按實(shí)現(xiàn)的功能來分可分為以下幾個部分。 本設(shè)計采用模塊化設(shè)計思想，以單片機(jī) AT89C51 為核心，將其他模塊有機(jī)的整合在一起，形成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)的框圖如圖 所示。 此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到最大時破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來。 （ 2） 超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離。這個方法是利用超聲波的反射。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。主要取決于制造晶片本身。相反，當(dāng)向雙壓電晶片元件施加超聲振動時，就會產(chǎn)生一個電信號。對應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的超聲波傳感器而言，要求其精確度要達(dá)到1mm，并且具有較強(qiáng)的超聲波輻射。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 超聲波測距原理 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波， 在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。 超聲波發(fā)生器選擇 超聲波發(fā)生器可以分為兩類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。 一 、 超聲波接收傳感器及處理芯片 CX20206A 超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。此部分電路在集成芯片上 二 、 溫度傳感器的選擇 大家知道，聲音在不同溫度的空氣中傳播速度是不同的，所以這里要考慮到溫度補(bǔ)償?shù)膯栴}。輸出電阻為 710WM。C 至 +125℃ 。另一方面超聲波探頭上接收到的反射信號卻遠(yuǎn)比發(fā)射信號小，即使是離探頭較近處的障礙物發(fā)射信號也達(dá)不到電路的限幅電平。從距離上說，可根據(jù)盲區(qū)時間和聲速，求得盲區(qū)距離。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反 復(fù)擦除 1000 次。 ? ： 串行輸入口。 ? P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。注意加密方式 1時， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 測溫電路圖 。 ? 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1， ， G1/2任選 。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這時它就是一個超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收換能器。其電路由圖 。例如，取 R=200kΩ 時， fn≈42kHz，若取 R=220kΩ，則中心頻率 f0≈38kH