基于單片機(jī)的超聲波液位控制器設(shè)計-資料下載頁
2024-12-06 05:29本頁面
【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計（論文）-基于單片機(jī)的超聲波液位控制器設(shè)。主程序結(jié)構(gòu)流程圖27. 中斷程序流程圖29. 串行口通信流程圖30. 發(fā)送和接收超聲波程序調(diào)試34. 超聲波液位儀的研究背景與內(nèi)容。因素的影響在各個場合均得到廣泛應(yīng)用然而超聲波液位儀在實際應(yīng)用中也。使其無法達(dá)到要求如何解決這些問題提高超聲波液位儀的精度具有較大的。目前市場上的超聲波液位儀多數(shù)采用單片機(jī)作為對液位儀控制和運算的核。礎(chǔ)上設(shè)計了基于單片機(jī)的超聲波液位儀的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)并對硬件和。理的前提下盡量完善其功能由于超聲波液位儀需要測量十幾米距離因此。的措施和改進(jìn)的辦法為研制更加完善的超聲波液位儀打下了基礎(chǔ)。目前進(jìn)口的智能化超聲波液位儀能夠?qū)邮招盘栕鼍_的處理和分析可。但精度不高功能相對單一為了設(shè)計出價格便宜精度較高的超聲波液位儀。單價格便宜體積小信號處理可靠等特點綜合而言超聲波液位儀具有非。第五章通過溫度補償和數(shù)字平均濾波的方式來提高超聲波液位儀的精確
【正文】 可移植性好的優(yōu)點但存在代碼效率較低代碼較長的缺點考慮超聲波液位測量系統(tǒng)測量速度要求不高數(shù)據(jù)計算量大的特點超聲波液位測量系統(tǒng)采用 C 語言編寫 軟件設(shè)計運用模塊化程序設(shè)計思想對不同功能的程 序進(jìn)行分別編程這樣不但使得整個軟件的層次和結(jié)構(gòu)比較清晰而且有利于軟件的調(diào)試和修改 按照液位測量儀的需要超聲波驅(qū)動與數(shù)據(jù)處理模塊主要任務(wù)是用單片機(jī)產(chǎn)生 40kHz 的脈沖驅(qū)動超聲波探頭器發(fā)射超聲波同時采用計數(shù)器計時當(dāng)超聲波接收器接收到回波信號時停止計時由此得出超聲波的傳輸時間 T 再利用第二章所介紹的公式可求出待測距離 h 由此算出液體的高度 [33] 主程序結(jié)構(gòu)流程圖 主程序是單片機(jī)程序的主體它負(fù)責(zé)調(diào)用系統(tǒng)的子程序中斷程序等各個功 能轉(zhuǎn)換如圖所示為系統(tǒng)的主程序流程程序首先完成初始化過程然后是一個重復(fù) 的控制發(fā)射信號而且每次發(fā)射周期結(jié)束都會判斷在發(fā)射信號后延時等待的過程中是否發(fā)生了中斷即回波是否到達(dá) 由于采用了單片機(jī) 89C51 并考慮整個系統(tǒng)的控制流程整個系統(tǒng)軟件都由 89C51 系列單片機(jī) C 語言實現(xiàn)由于距離值的得出及顯示是在中斷子程序中完成的因此在初始化發(fā)射程序后進(jìn)入中斷響應(yīng)的等待在中斷響應(yīng)之后原始數(shù)據(jù)經(jīng)計數(shù)值與距離值換算子程序二進(jìn)制與十進(jìn)制轉(zhuǎn)換子程序后顯示輸出如圖 42 回波接收流程圖 中斷程序流程圖 中斷服務(wù)程序是響應(yīng)單片機(jī)的外部中斷在系統(tǒng)硬件中發(fā)射的 40KHz 脈沖信號遇到障 礙物反射后經(jīng)接收檢測電路產(chǎn)生外中斷信號至單片機(jī)在中斷服務(wù) 程序中要從把進(jìn)入中斷服務(wù)程序處的計數(shù)值讀出并保存在 RAM 中再對該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算得到相應(yīng)的距離值并轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制最后顯示輸出如圖 44 和圖 45 串行口通信流程圖 為了便于數(shù)據(jù)的存儲和管理需要超聲波液位檢測儀與 PC 機(jī)進(jìn)行通訊將 有關(guān)數(shù)據(jù)存入 PC 機(jī)中操作人員可以通過這些數(shù)據(jù)清楚地了解當(dāng)前的液位情況 本設(shè)計將串行口的工作方式定義為方式 1 這時它是一個 8 位的異步串行通訊口 TXD 為數(shù)據(jù)輸出線 RXD 為數(shù)據(jù)輸入線由于此時單片機(jī)比較空閑 所以可以采用查詢方式進(jìn)行通訊在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先發(fā)一個字節(jié)的請求碼 0FFH 接收到上位機(jī)的應(yīng)答后向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的個數(shù)最后發(fā)送數(shù)據(jù) [35]上位機(jī)接收完數(shù)據(jù)后要向液位儀發(fā)送一個確認(rèn)碼如果接收的數(shù)據(jù)個數(shù)不對則重新發(fā)送若正確則終止通訊如圖 46 DS18B20 流程圖 該程序的主要功能是使用單片機(jī)和溫度傳感器完成對溫度的檢測和補償通 過 89C51 完成對 DS18B20 芯片的控制和數(shù)據(jù)傳輸由于器件本身有嚴(yán)格的 時間配合所以程序控制上比較復(fù)雜 DS18B20 總體流程圖如圖 47 所示 42 軟件程序調(diào)試 復(fù)位電路程序調(diào)試 void WTD_init uchar i uchar instr cs_feed 0 用來寫 WREN 寫使能 instr 0x06 for i 0i 8i SCK 0 SI instr0x80 SCK 1 instr 1 器件 X5045 有一個寫使能鎖存功能再一次寫操作開始以前這個鎖存必須被 設(shè)置如圖 48WREN 指令設(shè)置該鎖存而 WRDI 指令將復(fù)位該鎖存該鎖存在上電復(fù)位或一次有效地字節(jié)頁或狀態(tài)寄存器的寫操作完 成后自動復(fù)位如果 WP 引腳被拉低該鎖存也復(fù)位當(dāng)發(fā)出一個 WREN 或者 WRDI 指令時不需要輸出一個字節(jié)的地址或數(shù)據(jù) cs_feed 1 _nop_ cs_feed 0 用來寫狀態(tài)寄存器指令 instr 0x01 for i 0i 8i SCK 0 SI instr0x80 SCK 1 instr 1 instr 0x10 寫狀態(tài)寄存器 for i 0i 8i SCK 0 SI instr0x80 SCK 1 instr 1 在寫數(shù)據(jù)到狀態(tài)寄存器之前寫使能鎖存必須由 WREN 指令設(shè)置如圖 49 先將CS 引腳拉低以選通 X5045 然后輸出 WREN 指令之器件然后再將 CS 拉為高禁止 X5045 這部分操作在函數(shù)寫使能中實現(xiàn)之后再次拉低 CS 引腳 以選通 X5045 先發(fā)送 WRSR 指令至器件然后跟隨 8 位數(shù)據(jù)這 8 位數(shù)據(jù)相應(yīng)于狀態(tài)鎖存器的內(nèi)容該操作有 CS 變高來結(jié)束如果在 WREN 和 WRSR 兩指令之間不講 CS 拉高則 WRSR 指令將被忽略 [31] 發(fā)送和接收超聲波程序調(diào)試 開始發(fā)送 超聲波 void send_wave uchar w START 0 開始發(fā)送脈沖 TR0 1 forw 0w 15w 延時大約 100 us START 1 停止發(fā)送 for w 0w 5w 延時等待超聲波探頭器 EX0 1 外部中斷 0 允許 89C51 單片機(jī)通過 P15 端口發(fā)送一連串脈沖用來控制時間啟動定時器 0同時延時 100us 之后當(dāng)有接收到超聲波回波的時候產(chǎn)生外部中斷信號 由單片機(jī)的端口 P32 外部中斷 0 啟動 超聲波返回中斷 讀取計數(shù)器中的值 void plus_count void interrupt 0 using 0 TR 0 plus_data TH0 plus_data 8 plus_data TL0 上海師范大學(xué)信機(jī)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 31
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