【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)。超聲波液位測(cè)量是一種非接觸式的測(cè)量方式它是利用超聲波在同種介質(zhì)中。傳播速度相對(duì)恒定以及碰到障礙物能反射的原理研制而成的與其它方法相比如。電磁的或光學(xué)的方法它不受光線被測(cè)對(duì)象顏色的影響對(duì)于被測(cè)物處于黑暗有灰。塵煙霧電磁干擾有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。22課題設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求7. 23系統(tǒng)方案選擇8. 25超聲波和超聲波傳感器9. 26超聲波傳感器的主要應(yīng)用10. 27超聲波傳感器測(cè)距原理10. 38報(bào)警電路設(shè)計(jì)24. 目前液位測(cè)量技術(shù)已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在工業(yè)部門(mén)和日常檢測(cè)部門(mén)中例如液位。要防腐蝕防輻射有的從安裝上提出苛刻的限制有的從維護(hù)上提出嚴(yán)格的要求等。保證生產(chǎn)過(guò)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)另外還為了。在連續(xù)生產(chǎn)的情況下通過(guò)液位測(cè)量了解液位是否在規(guī)定的范圍內(nèi)從而維持正常。生產(chǎn)保證產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量以及保證安全生產(chǎn)液位的測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的。隨著各行業(yè)的快速發(fā)展液位測(cè)量已

　　

【正文】 1 3 CONT_1 0 b a conversion b i 0 外部中斷 0 用做判斷回波電平 INTO_ interrupt 0 外部中斷是 0 號(hào) outeH TH1 取出定時(shí)器的值 outeL TL1 取出定時(shí)器的值 succeed_flag 1 至成功測(cè)量的標(biāo)志 EX0 0 關(guān)閉外部中斷 定時(shí)器 0 中斷用做顯示 timer0 interrupt 1 定時(shí)器 0 中斷是 1 號(hào) TH0 0xfd 寫(xiě)入定時(shí)器 0 初始值 TL0 0x77 switch flag case 0x00P0 ge P2 0xfdflagbreak case 0x01P0 shiP2 0xfeflagbreak case 0x02P0 baiP2 0xfbflag 0break 定時(shí)器 1 中斷用做超聲波測(cè)距計(jì)時(shí) timer1 interrupt 3 定時(shí)器 0 中斷是 1 號(hào) TH1 0 TL1 0 顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 void conversion uint temp_data uchar ge_datashi_databai_data bai_data temp_data100 temp_data temp_data100 取余運(yùn)算 shi_data temp_data10 temp_data temp_data10 取余運(yùn)算 ge_data temp_data bai_data SEG7[bai_data] shi_data SEG7[shi_data] ge_data SEG7[ge_data] EA 0 bai bai_data shi shi_data ge ge_data EA 1 void delay_20us uchar bt for bt 0bt 100bt void pai_xu uint t if distance[0] distance[1] t distance[0]distance[0] distance[1]distance[1] t 交換值 if distance[0] distance[2] t distance[2]distance[2] distance[0]distance[0] t 交換值 if distance[1] distance[2] t distance[1]distance[1] distance[2]distance[2] t 交換值 系統(tǒng)的軟硬件的調(diào)試 超聲波測(cè)距儀的制作和調(diào)試都比較簡(jiǎn)單其中超聲波發(fā)射和接收采用 15 的超聲波換能器 tct4010f1 T 發(fā)射 和 CX20216AR 接收中心頻率為 40kHz 安裝時(shí)應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距 48cm 其余元件無(wú)特殊要求若能將超聲波接受電路用金屬殼屏蔽起來(lái)則可能提高抗干擾能力根據(jù)測(cè)量范圍要求不同可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容 C16 的大小以獲得合適的接受靈敏度和抗干擾能力 硬件電路制作完成并調(diào)試好后便可將程序編譯好下載到單片機(jī)試運(yùn)行根據(jù)實(shí)際 情況可以修改超聲波發(fā)生子程序每次發(fā)送的脈沖寬度和兩次測(cè)量的間隔時(shí)間以適應(yīng)不同距離的測(cè)量需要根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)和程序測(cè)距儀能測(cè)的范圍為 007～ 55m 測(cè)距儀最大誤差不超過(guò) 1cm 系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 經(jīng)過(guò)編譯軟件編譯后將程序下載到單片機(jī)中上電復(fù)位后 LED 顯示為 1234 說(shuō)明顯示程序正常 溫度測(cè)量程序的調(diào)試 對(duì)于溫度程序的調(diào)試主要是測(cè)量到的溫度是否正確 將溫度測(cè)量程序與顯示程序結(jié)合 LED 顯示當(dāng)前的溫度經(jīng)過(guò)編譯軟件編譯后將程序下載到單片機(jī)中上電復(fù)位后 LED 顯示 285℃說(shuō)明溫度測(cè)量程序正常 分析不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實(shí)際使用的測(cè)量要求 由于時(shí)間和其它客觀上的原因此次設(shè)計(jì)沒(méi)有成功做出實(shí)物但是對(duì)設(shè)計(jì)有一個(gè)很好的理論基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離 超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算出傳播距離實(shí)用的測(cè)距方法有兩種一種是在被測(cè)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(jì)一種是發(fā)射波被物體反射回來(lái)后接收的反射波方式適用于測(cè)距儀此次設(shè)計(jì)采用反射波方式 超聲波測(cè)距儀硬件電 路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分單片機(jī)采用 AT8951 或其兼容系列采用 12MHz高精度的晶振以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率減小測(cè)量誤差單片機(jī)用 P 端口輸出超聲波換能器所需的 40kHz 的方波信號(hào)利用外中斷口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的超聲波測(cè)距的原理為超聲波發(fā)生器 T 在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來(lái)就被超聲波接收器R 所接收到這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離在啟動(dòng)發(fā)射 電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器 T0 利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變?cè)?NT0 端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序讀取時(shí)間差計(jì)算距離在元件及調(diào)制方面由于采用的電路使用了很多集成電路外圍元件不是很多所以調(diào)試不會(huì)太難一般只要電路焊接無(wú)誤稍加調(diào)試應(yīng)該會(huì)正常工作電路中除集成電路外對(duì)各電子元件也無(wú)特別要求若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來(lái)則可提高抗干擾能力 [1]胡平超聲波測(cè)距儀的研制計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化 202110． [2]時(shí)德剛劉嘩超聲波測(cè)距的研制計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制 202110． [3]華兵 MCS51 單 片機(jī)原 理應(yīng) 用武 漢武漢 華中 科技 大學(xué)出 版社20215125144 頁(yè) [4]李華 MCU51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)北京北京航天大學(xué)出版社19936． 376380 頁(yè) [5]郁有文傳感器原理及工程應(yīng)用 [M]西安西安電子科技大學(xué)出版社 2021． [6]中國(guó)電子學(xué)會(huì)敏感技術(shù)分會(huì)北京電子學(xué)會(huì) 20212021 傳感器與執(zhí)行器大全 年 卷 [M]北京電子工業(yè)出版社 2021． [7]劉和平等 PIC16F87X單片機(jī)實(shí)用技術(shù)與接口技術(shù) C語(yǔ) 言及其應(yīng)用 [M]北京 北京航空航天大學(xué)出版社 20214． [8]陳新建 PIC 系列單片機(jī)程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)應(yīng)用 [M]北京北京航空航天大學(xué)出版 社 20215． [9]張明峰 PIC單片機(jī)入門(mén)與實(shí)戰(zhàn) [M] 北京北京航空航天大學(xué)出版社 20214． [10]Myke Predko 著胡光華譯 PIC 微控制器基礎(chǔ)與實(shí)踐 [M 北京科學(xué)出版 社 20215． [11] 劉 篤 仁 主 編 基 于 PIC16F87X 系列 [M] 西 安 電 子 工 業(yè) 出 版 社202112． 85291 頁(yè) [12]黃智偉主編全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程 [M]西安電子工業(yè)出版 社 20211． [13]牛余朋成曙基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng) [J]北京兵工自動(dòng)化 20212． 7888 頁(yè) [14]何莉曾憲文徐霞基于 PIC 單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng) [J]北京壓電與聲光 第 26 卷第 2 期 2021 年 4 月 [15]宋敬國(guó)李元宗徐玉華 PIC 單片機(jī)在超聲波測(cè)距系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]北京機(jī)械 工程與自動(dòng)化第 4 期 總第 143 期 2021 年 8 月 [16]姜道連寧延一袁世良用 AT89C2051設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀 [J]TI國(guó)外電子元器件 2021 第 12 月 [17]蘇偉鞏壁建超聲波檢測(cè)距誤差分析傳感器技術(shù) 2021257274 頁(yè) [18]勝全 D18B20 數(shù)字溫度計(jì)在微機(jī)溫度采集系統(tǒng)中的序編制南京南京大學(xué)出版社 19983． [19]薛紅宣采用軟件抗干擾設(shè)計(jì)提高微機(jī)系統(tǒng)的可靠性電子產(chǎn)品世界20211． [20]潘登潘宗預(yù)超聲波測(cè)距精度的探討 [J]北京包裝工業(yè) 2021 年 11 月 [21]九州放大電路實(shí)用手冊(cè)沈陽(yáng)遼寧科技出版社 20215． [22]占操梁厚琴曹燕單片機(jī)系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術(shù)電子技術(shù) 20213． [23]王福瑞單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全 [M]北京北京航空航天大學(xué)出版社1998 282283 頁(yè) [24] 王大海 新 型 溫 濕度 自 動(dòng)控 制 系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 與 應(yīng)用 [J] 電 子工 程 師20212833336 頁(yè) [25]蔣敏蘭胡生清幸國(guó)全 TS18B20 數(shù)字溫度傳感器的非線性補(bǔ)償及應(yīng)用 [J]傳感器技術(shù) 202120215455 頁(yè) [26]APLUSAPI8108A versatile 10 sec instant voice rom [PDF]．美國(guó)APLUS19996． [27]SPCE061AData Sheet[PDF] ． Microchip Technology Incorporated Printed in the USA 2021． [28]MC34063 Data Sheet[PDF] ． STM icroelectronicsPrinted in ItalyAll Rights Reserve Reserved2021． [29]Tom R． Watt Cooling our tomorrows economicallyASHRAE Journal． [30]Olton W ． Instrumentation process measurementLongman Scientific Technical． 1991． 致 謝 首先我要感謝我的導(dǎo)師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求同時(shí)也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)這期間所給予我的幫助在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文寫(xiě)作期間各位老師給我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷沒(méi)有您們這樣的幫助和關(guān)懷我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)借此機(jī)會(huì)向您們表示由衷的感激同時(shí)還要感謝系實(shí)驗(yàn)室在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間提供給我們優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)條件 接著我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)的短短 3 個(gè)月里你們給我提出很多寶貴的意見(jiàn)給予了我不少幫助還有工作上的支持在此也真誠(chéng)的謝謝你們同時(shí)我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋 友真是在這樣一個(gè)團(tuán)結(jié)友愛(ài)相互促進(jìn)的環(huán)境中在和他們的相處幫助和啟發(fā)中才有我今天的小小收獲 最后我要深深地感謝我的家人真是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人在生活和學(xué)習(xí)上給予我無(wú)盡的關(guān)懷理解和支持才使我時(shí)刻充滿信心和勇氣克服成長(zhǎng)道路上的種種困難順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí) 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵(lì)和幫助的朋友在此無(wú)法一一列舉在此也一并表示衷心地感謝 附錄Ⅰ An overview of AT89C51 Description The AT89C51 is a lowpower highperformance CMOS 8bit microcontroller with 4K bytes of insystem programmable Flash memory The device is manufactured using Atmels highdensity nonvolatile memory technology and is patible with the industrystandard 80C51 instruction set and pinout The onchip Flash allows the program memory to be reprogrammed insystem or by a conventional nonvolatile memory programmerBy bining a versatile 8bit CPU with insystem programmable Flash on a monolithic chip the Atmel AT89C51 is a powerful microcontroller which provides a highlyflexible and costeffective solution to many embedded control applicationsThe AT89C51 provides the following standard features 8K bytes of Flash 128 bytes of RAM 32 IO lines Watchdog