基于單片機(jī)的超聲波液位控制器設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2024-12-06 05:29本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(gè)場(chǎng)合均得到廣泛應(yīng)用然而超聲波液位儀在實(shí)際應(yīng)用中也。使其無(wú)法達(dá)到要求如何解決這些問(wèn)題提高超聲波液位儀的精度具有較大的。目前市場(chǎng)上的超聲波液位儀多數(shù)采用單片機(jī)作為對(duì)液位儀控制和運(yùn)算的核。礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(duì)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(cè)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?hào)做精確的處理和分析可。但精度不高功能相對(duì)單一為了設(shè)計(jì)出價(jià)格便宜精度較高的超聲波液位儀。單價(jià)格便宜體積小信號(hào)處理可靠等特點(diǎn)綜合而言超聲波液位儀具有非。第五章通過(guò)溫度補(bǔ)償和數(shù)字平均濾波的方式來(lái)提高超聲波液位儀的精確
【正文】 可移植性好的優(yōu)點(diǎn)但存在代碼效率較低代碼較長(zhǎng)的缺點(diǎn)考慮超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量速度要求不高數(shù)據(jù)計(jì)算量大的特點(diǎn)超聲波液位測(cè)量系統(tǒng)采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě) 軟件設(shè)計(jì)運(yùn)用模塊化程序設(shè)計(jì)思想對(duì)不同功能的程 序進(jìn)行分別編程這樣不但使得整個(gè)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(cè)量?jī)x的需要超聲波驅(qū)動(dòng)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(dòng)超聲波探頭器發(fā)射超聲波同時(shí)采用計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)當(dāng)超聲波接收器接收到回波信號(hào)時(shí)停止計(jì)時(shí)由此得出超聲波的傳輸時(shí)間 T 再利用第二章所介紹的公式可求出待測(cè)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(gè)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(guò)程然后是一個(gè)重復(fù) 的控制發(fā)射信號(hào)而且每次發(fā)射周期結(jié)束都會(huì)判斷在發(fā)射信號(hào)后延時(shí)等待的過(guò)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(gè)系統(tǒng)的控制流程整個(gè)系統(tǒng)軟件都由 89C51 系列單片機(jī) C 語(yǔ)言實(shí)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(jì)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(hào)遇到障 礙物反射后經(jīng)接收檢測(cè)電路產(chǎn)生外中斷信號(hào)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(jì)數(shù)值讀出并保存在 RAM 中再對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)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(chǔ)和管理需要超聲波液位檢測(cè)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(guò)這些數(shù)據(jù)清楚地了解當(dāng)前的液位情況 本設(shè)計(jì)將串行口的工作方式定義為方式 1 這時(shí)它是一個(gè) 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(shí)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(gè)字節(jié)的請(qǐng)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(gè)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(gè)確認(rèn)碼如果接收的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)不對(duì)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(duì)溫度的檢測(cè)和補(bǔ)償通 過(guò) 89C51 完成對(duì) 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(shí)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(lái)寫(xiě) WREN 寫(xiě)使能 instr 0x06 for i 0i 8i SCK 0 SI instr0x80 SCK 1 instr 1 器件 X5045 有一個(gè)寫(xiě)使能鎖存功能再一次寫(xiě)操作開(kāi)始以前這個(gè)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(yè)或狀態(tài)寄存器的寫(xiě)操作完 成后自動(dòng)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(gè) WREN 或者 WRDI 指令時(shí)不需要輸出一個(gè)字節(jié)的地址或數(shù)據(jù) cs_feed 1 _nop_ cs_feed 0 用來(lái)寫(xiě)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(xiě)狀態(tài)寄存器 for i 0i 8i SCK 0 SI instr0x80 SCK 1 instr 1 在寫(xiě)數(shù)據(jù)到狀態(tài)寄存器之前寫(xiě)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(xiě)使能中實(shí)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(lái)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(kāi)始發(fā)送 超聲波 void send_wave uchar w START 0 開(kāi)始發(fā)送脈沖 TR0 1 forw 0w 15w 延時(shí)大約 100 us START 1 停止發(fā)送 for w 0w 5w 延時(shí)等待超聲波探頭器 EX0 1 外部中斷 0 允許 89C51 單片機(jī)通過(guò) P15 端口發(fā)送一連串脈沖用來(lái)控制時(shí)間啟動(dòng)定時(shí)器 0同時(shí)延時(shí) 100us 之后當(dāng)有接收到超聲波回波的時(shí)候產(chǎn)生外部中斷信號(hào) 由單片機(jī)的端口 P32 外部中斷 0 啟動(dòng) 超聲波返回中斷 讀取計(jì)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(jì) 31
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