單片機(jī)課程設(shè)計--超聲波液位檢測儀(共35頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告書課題名稱超聲波液位檢測儀姓 名學(xué) 號專 業(yè)指導(dǎo)教師機(jī)電與控制工程學(xué)院 年 月 日任 務(wù) 書一、課題名稱超聲波液位檢測儀的設(shè)計與制作二、設(shè)計內(nèi)容及要求1、以單片機(jī)為核心，設(shè)計一個液位檢測系統(tǒng)2、測量數(shù)據(jù)由液晶顯示3、系統(tǒng)要有一定的可靠性和一定的測量精度目 錄1、緒論 12、方案論證 23、方案說明 44、硬件方案設(shè)計 85、軟件方案設(shè)計 126、調(diào)試 227、技術(shù)小結(jié) 238、參考文獻(xiàn) 241、 緒論隨著各行業(yè)的快速發(fā)展，液位測量已應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域，不僅用于各種容器、管道內(nèi)液體液位的測量，還用于水渠、水庫、江河、湖海水位的測量。這些領(lǐng)

2、域使用傳統(tǒng)的液位測量手段已經(jīng)無法滿足對其精確性的要求，所以超聲波液位測量這種新的測量方向已經(jīng)成為一種新的手段被廣泛的應(yīng)用。在目前市場上，按測量液位的感應(yīng)元件與被測液體是否接觸，液位儀表可以分為接觸型和非接觸型兩大類。接觸型液位測量主要有: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等。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。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。非接觸型液位測量主要有微波雷達(dá)液位計、射線液位計以及激光液位計等。顧名思義，這類測量儀

3、表的共同特點(diǎn)是測量的感應(yīng)元件與被測液體不接觸。因此測量部件不受被測介質(zhì)影響，也不影響被測介質(zhì)，因而其適用范圍較為廣泛，可用于接觸型測量儀表不能滿足的特殊場合，如粘度高、腐蝕性強(qiáng)、污染性強(qiáng)、易結(jié)晶的介質(zhì)。超聲波液位測量計就屬于非接觸型液位測量的一種，所以它也有不受被測介質(zhì)影響，不影響被測介質(zhì)，能適應(yīng)粘度高、腐蝕性強(qiáng)、污染性強(qiáng)、易結(jié)晶、高溫、高壓、低溫、低壓、有輻射性、毒性、易揮發(fā)易爆等特殊介質(zhì)的測量的特點(diǎn)，能適應(yīng)的范圍比其它的測量手段更廣泛。本次課程設(shè)計，將對超聲波液位檢測系統(tǒng)進(jìn)行介紹。2、方案論證液位計量儀表早期大多采用機(jī)械原理,但近年來隨著電子技術(shù)的應(yīng)用，逐步向機(jī)電一體化發(fā)展，并且發(fā)展了許多

4、新的測量原理。在傳統(tǒng)原理中也滲透了電子技術(shù)及微機(jī)技術(shù)，結(jié)構(gòu)有了很大的改善、功能有了很大的提高。尤其是近二十年來，隨著微處理器的引入，測量儀表更是發(fā)生了革命性的變化。液位計的量程從幾米到幾十米，測量精度亦大大提高。根據(jù)液位測量所涉及的液體存儲容器、被測介質(zhì)以及工藝過程的不同，液位計類型的選用也不同。在進(jìn)行液位測量前，必須充分了解液位測量的工藝特點(diǎn)，以此作為液位計設(shè)計過程中的參考因素。因此，可根據(jù)系統(tǒng)的工作原理的不同，設(shè)計出三種不同的液位檢測方法。方法一：根據(jù)連通器原理，可以直接用與被測容器連通的玻璃管或玻璃板來顯示容器中的液位高度，他是最原始但仍應(yīng)用較多的一種液位測量儀表，另外，利用侵入式刻度鋼

5、皮尺直接測量液面高度的人工檢尺法也是應(yīng)用較廣泛的液位計量方法，尤其是在大型油罐儲油量中，也可把它用作現(xiàn)場檢驗(yàn)其他測量儀表的參考手段。其精度一般為2mm的人為誤差。方法二：根據(jù)懸浮物測量液位。利用浮子的比重比所測液體的比重稍小的特點(diǎn)，使浮子漂在液面上并隨液面的升高或下降來反應(yīng)液位，他也是一種應(yīng)用最早并且應(yīng)用范圍很廣的液位測量儀表；將浮子用一條多孔鋼帶連接至一個恒轉(zhuǎn)矩裝置或平衡錘上，由浮子的重量帶動多于L鋼帶通過齒輪裝置推動機(jī)械計算器作現(xiàn)場顯示，還可連接電動變送器作現(xiàn)場顯示，還可連接電動變送器，獲得遠(yuǎn)距離顯示。方法三：利用超聲波對容器液位進(jìn)行檢測。超聲波液位儀是非接觸測量中發(fā)展最快的一種。該技術(shù)基

6、于超聲波在空氣中的傳播速度及遇到被測物體表面產(chǎn)生反射的原理?？蓪?shí)現(xiàn)非接觸測量、測量范圍寬、并且測量不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導(dǎo)電性等的影響。對比以上三種方法，方法一，雖然具有測量簡單、直觀、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但測量量程有限，并且不適于惡劣環(huán)境的測量，特別是在對粘稠性較高的液體進(jìn)行液位檢測時，就很容易出現(xiàn)問題。粘性液體黏在管壁內(nèi)側(cè)，容易引起讀數(shù)錯誤；方法二，由于滑輪機(jī)械裝置的摩擦力和冒帶重量，測量誤差較大，且當(dāng)使用時間較長時，由于滑輪機(jī)械的磨損，致使測量誤差越來越大；方法三，可實(shí)現(xiàn)非接觸測量，測量范圍寬，且不受測量液體的影響，也不影響被測液體，是一種較為安全、測量精度較高的測量方法，因此它的實(shí)用性也是

7、最廣的。綜上所敘，在此我們選擇第三種方案，即利用超聲波對容器液位進(jìn)行檢測。3、方案說明3.1超聲波的介紹簡單來說，超聲波就是超過人耳能聽到的物體振動的聲音的頻率范圍的聲波就叫超聲波。一般來說是指聲音超過了20000Hz以上的聲波稱之為超聲波。與光波不同，聲波是一種彈性機(jī)械波，即機(jī)械振動在彈性媒質(zhì)中的傳播。超聲波有以下幾個特點(diǎn)：1.頻率高波長短定向好；2.振幅小加速度大能量集中功率高強(qiáng)度大；3.在不同介質(zhì)界面上大部分能量反射。因而，超聲波特別適合于距離測量。3.1.1超聲波基本性質(zhì)和其他聲波一樣，超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，并有各自的傳播速度。例如，在常溫下空氣中的聲速約為334m/s，

8、在水中的聲速約為1440m/s，而在鋼鐵中約為5000m/s。其在空氣中的傳播速度主要與空氣的壓力和溫度有關(guān)正常條件下由于大氣壓力變化很小因此其傳播速度主要考慮溫度的影響在空氣中傳播速度為 C=331.3+0.606T(m/s)其中C為超聲波聲速，T為傳播介質(zhì)的溫度。因此只要溫度已知，就能算出超聲波的速度。為了簡單起見，我們直接取其速度為340m/s。在空氣中， 聲波在介質(zhì)中傳播時會被吸收而衰減，氣體吸收最強(qiáng)而衰減最大，液體其次，固體吸收最小而衰減最小。因此，對于一給定強(qiáng)度的聲波，在氣體中傳播的距離會明顯比在液體和固體中傳播的距離短。另外，聲波在介質(zhì)中傳播時衰減的程度還與聲波的頻率有關(guān)，頻率越

9、高，聲波的衰減也越大，因此，超聲波比其他聲波在傳播時的衰減更明顯。因此考慮到實(shí)際工程的需要，在設(shè)計超聲波液位計時，選用頻率等于40kHz的超聲波，波長為0.85cm。3.2超聲波液位檢測原理超聲波液位測量法是70年代發(fā)展起來的一種新型液位測量方法，該方法利用了超聲波在相同的介質(zhì)中傳播速度不變的原理。超聲波是機(jī)械波的一種，其最明顯的一個特征是方向性好，能夠定向傳播，當(dāng)碰到障礙物時能夠反射回來。超聲波測量方法有很多，如脈沖回波法、共振法、頻差法以及聲衰減法等，其中應(yīng)用最廣泛的是超聲波脈沖回波法。超聲波的測距原理是通過發(fā)射聲波傳感器由脈沖信號激勵發(fā)出超聲波，通過傳聲媒介傳到被測液面，形成反射波，反射

10、波再通過傳聲介質(zhì)返回到接收傳感器，傳感器把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，由儀表計算出超聲波從發(fā)射到接收所傳播的時間，再根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播的速度計算出來回的直線路徑的長度，從而得到所測距離的長度。如圖2-1超聲波夜位檢測儀示意圖所示。圖3-2 超聲波夜位檢測儀示意圖該系統(tǒng)中是通過超聲波脈沖傳播的時間來確定液位，所以必須己知超聲波在傳聲媒質(zhì)中聲速。然而，對于氣體介質(zhì)式和液體介質(zhì)式超聲波液位計，聲速會隨媒質(zhì)的組成、溫度、壓強(qiáng)的變化而變化。因此，只有當(dāng)測試條件比較理想，媒質(zhì)的成分、溫度、壓強(qiáng)等沒有很大變化，才可把傳聲媒質(zhì)的聲速近似看成不變，直接由測量的聲波傳播時間來確定液位，否則就應(yīng)該對傳聲媒質(zhì)的聲速進(jìn)行校

11、正。在這個系統(tǒng)中，運(yùn)用的是超聲波往返時間檢測法進(jìn)行距離的測量的。即，檢測從超聲波發(fā)射器發(fā)出超聲波的時候算起，通過介質(zhì)的傳播在反射回來的到接收器的時間，叫往返時間。用往返時間與介質(zhì)中超聲波的速度相乘，就可以得到超聲波運(yùn)動的距離，然而實(shí)際的距離為所得到距離的一半，如果測量高度為h、超聲波在介質(zhì)里的傳播速度為v，傳播時間為t，可以得到： 這個公式使用于自發(fā)自收單感應(yīng)器方式，探頭采用垂直的方式發(fā)射超聲波，然后再讓超聲波原路返回到探頭。如果采用一發(fā)一收雙感應(yīng)器方式，那么探頭就不在采用垂直于介質(zhì)面發(fā)射的方式，因此用上面的公式計算的出來就不在是真實(shí)高度，而是超聲波經(jīng)過的路程。這就需要加入角，角為豎直方向與超

12、聲波方向的夾角。如圖3-3角示意圖，圖3-3 角示意圖因此，系統(tǒng)要把測得超聲波經(jīng)過的距離換算成真實(shí)的高度。如果超聲波經(jīng)過的距離為L，要測量的真實(shí)高度為h，那么超聲波經(jīng)過的距離與真實(shí)高度之間有這樣的關(guān)系：這時h為要測量的真實(shí)高度。在公式中，為超聲波的入射角。如果實(shí)際情況無法測得角時，還可以通過測得兩個探頭之間的距離m來得到需要測量的高度，即 來計算。3.3測量盲區(qū)由于發(fā)射聲脈沖自身有一定的寬度，加上放大器有阻塞問題，在靠近發(fā)射脈沖一段時間范圍內(nèi)，所要求發(fā)現(xiàn)的缺陷往往不能被發(fā)現(xiàn)，這段距離，稱為盲區(qū)。用脈沖回波測量距離時，液面與超聲波探頭間的距離既不能太遠(yuǎn)也不能太近，存在著近限和遠(yuǎn)限。距離過遠(yuǎn)時，接

13、收到的信號太弱，以致無法從噪聲信號中分辨出來，這是遠(yuǎn)限所以存在的原因。在距離過近時，接收信號將落進(jìn)盲區(qū)中而無法分辨，這是近限所以存在的原因。超聲波液位儀在使用一個探頭情況下，同時發(fā)射和接收超聲波，由于在探頭上施加的發(fā)射電壓強(qiáng)達(dá)幾十伏甚至上百伏以上，雖然發(fā)射信號只維持一個極短的時間，但停止施加發(fā)射信號后，探頭上還存在一定的余振，因此在一段較長時間內(nèi)，加載接收放大器輸入端的發(fā)射信號幅值仍是相當(dāng)強(qiáng)的，可以達(dá)到限幅電路，引起探頭振動，不能進(jìn)行正確的測量，在這種情況下，選用兩個探頭分別用于發(fā)送和接收。雙探頭方式，不僅可以增加探測距離，還可以減小盲區(qū)。由于發(fā)射探頭上并不直接施加發(fā)射電壓，所以，從理論上說，

14、可以沒有盲區(qū)。但是，由于接收電路多少會受到發(fā)射電路的感應(yīng)，并且發(fā)射探頭所發(fā)出的超聲波可能有部分直接繞道接收探頭，因此實(shí)際上仍存在一定的盲區(qū)，不過他要比單探頭方式的盲區(qū)小很多。所以，在本設(shè)計中，選取了雙探頭的工作方式，減小盲區(qū)，同時提高檢測的距離。4.硬件方案設(shè)計本文所設(shè)計的超聲波液位檢測儀主要由51單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路、超聲波發(fā)射和接收電路以及液晶顯示部分組成。其總體的系統(tǒng)設(shè)計框圖如下：41單片機(jī)最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)是指能維護(hù)單片機(jī)運(yùn)行的最簡單配置系統(tǒng)。它主要包括晶體震蕩電路、復(fù)位電路，其圖如下：4.2超聲波發(fā)射和接收電路超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有兩個壓電晶片和一個共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻

15、率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，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，就成為超聲波接收器。本次課程設(shè)計采用的超聲波測距模塊集發(fā)射和接收為一體，內(nèi)部超聲波發(fā)生器諧振頻率40kHz,模塊工作電壓為4.5-5V。4.3液晶顯示部分4.4總原理圖5、軟件方案設(shè)計程序代碼：#include <reg52.h> /包括一個52標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的頭文件#include<intrins.h> /包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件#define uchar unsigned char

16、 /定義一下方便使用#define uint unsigned int/#define ulong unsigned longsbit Tx = P33; /產(chǎn)生脈沖引腳sbit Rx = P32; /回波引腳sbit RS=P24; /寄存器選擇位，將RS位定義為P2.0引腳sbit RW=P25; /讀寫選擇位，將RW位定義為P2.1引腳sbit E=P26; /使能信號位，將E位定義為P2.2引腳sbit BF=P07; /忙碌標(biāo)志位，將BF位定義為P0.7引腳unsigned char code string = "CHAO SHENG BO" /unsigned

17、char code string1 ="QUICK STUDY MCU"unsigned char code digit ="" /定義字符數(shù)組顯示數(shù)字/uchar code SEG710=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;/數(shù)碼管0-9uint distance4; /測距接收緩沖區(qū)uchar ge,shi,bai,temp,flag,outcomeH,outcomeL,i; /自定義寄存器bit succeed_flag; /測量成功標(biāo)志/*函數(shù)聲明void conversion(ui

18、nt temp_data);void delay_20us();void pai_xu();/*函數(shù)功能：延時1ms(3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒)，可以認(rèn)為是1毫秒*/void delay1ms() unsigned char i,j; for(i=0;i<10;i+) for(j=0;j<33;j+) ; /*函數(shù)功能：延時若干毫秒入口參數(shù)：n*/ void delay(unsigned char n) unsigned char i;for(i=0;i<n;i+) delay1ms(); /*函數(shù)功能：判斷液晶模塊的忙碌狀態(tài)

19、返回值：result。result=1，忙碌;result=0，不忙*/ unsigned char BusyTest(void) bit result;RS=0; /根據(jù)規(guī)定，RS為低電平，RW為高電平時，可以讀狀態(tài) RW=1; E=1; /E=1，才允許讀寫 _nop_(); /空操作 _nop_(); _nop_(); _nop_(); /空操作四個機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時間 result=BF; /將忙碌標(biāo)志電平賦給result E=0; /將E恢復(fù)低電平 return result; /*函數(shù)功能：將模式設(shè)置指令或顯示地址寫入液晶模塊入口參數(shù)：dictate*/void WriteIn

20、struction (unsigned char dictate) while(BusyTest()=1); /如果忙就等待 RS=0; /根據(jù)規(guī)定，RS和R/W同時為低電平時，可以寫入指令 RW=0; E=0; /E置低電平(根據(jù)表8-6，寫指令時，E為高脈沖， / 就是讓E從0到1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置"0" _nop_(); _nop_(); /空操作兩個機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時間 P0=dictate; /將數(shù)據(jù)送入P0口，即寫入指令或地址 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); /空操作四個機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時間 E=1; /E置高

21、電平 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); /空操作四個機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時間 E=0; /當(dāng)E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執(zhí)行命令 /*函數(shù)功能：指定字符顯示的實(shí)際地址入口參數(shù)：x*/ void WriteAddress(unsigned char x) WriteInstruction(x|0x80); /顯示位置的確定方法規(guī)定為"80H+地址碼x" /*函數(shù)功能：將數(shù)據(jù)(字符的標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼)寫入液晶模塊入口參數(shù)：y(為字符常量)*/ void WriteData(unsigned char y) while(BusyTe

22、st()=1); RS=1; /RS為高電平，RW為低電平時，可以寫入數(shù)據(jù) RW=0; E=0; /E置低電平(根據(jù)表8-6，寫指令時，E為高脈沖， / 就是讓E從0到1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置"0" P0=y; /將數(shù)據(jù)送入P0口，即將數(shù)據(jù)寫入液晶模塊 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); /空操作四個機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時間 E=1; /E置高電平 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); /空操作四個機(jī)器周期，給硬件反應(yīng)時間 E=0; /當(dāng)E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執(zhí)行命令 /*函數(shù)功能：對LC

23、D的顯示模式進(jìn)行初始化設(shè)置*/void LcdInitiate(void) delay(15); /延時15ms，首次寫指令時應(yīng)給LCD一段較長的反應(yīng)時間 WriteInstruction(0x38); /顯示模式設(shè)置：16×2顯示，5×7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口delay(5); /延時5ms，給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時間 WriteInstruction(0x38);delay(5);WriteInstruction(0x38); /連續(xù)三次，確保初始化成功delay(5);WriteInstruction(0x0c); /顯示模式設(shè)置：顯示開，無光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍delay(5); W

24、riteInstruction(0x06); /顯示模式設(shè)置：光標(biāo)右移，字符不移delay(5);WriteInstruction(0x01); /清屏幕指令，將以前的顯示內(nèi)容清除delay(5); void main(void) / 主程序 uint distance_data,a,b; uchar CONT_1; uchar k; /定義變量i指向字符串?dāng)?shù)組元素 LcdInitiate(); /調(diào)用LCD初始化函數(shù) delay(10); /延時10ms，給硬件一點(diǎn)反應(yīng)時間 WriteAddress(0x01); / 從第1行第3列開始顯示 k = 0; /指向字符數(shù)組的第1個元素 whil

25、e(stringk != '0')WriteData(stringk);k+; /指向下字符數(shù)組一個元素 i=0; flag=0;Tx=0; /首先拉低脈沖輸入引腳TMOD=0x10; /定時器0，定時器1，16位工作方式/TR0=1; /啟動定時器0 IT0=0; /由高電平變低電平，觸發(fā)外部中斷/ET0=1; /打開定時器0中斷EX0=0; /關(guān)閉外部中斷EA=1; /打開總中斷0 while(1) /程序循環(huán) WriteAddress(0x41); / 從第2行第6列開始顯示 WriteData('J'); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteDa

26、ta('U'); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData('L'); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData('I'); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData(':'); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData(digitbai); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData(digitshi); /將千位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData('.'); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData(digitge); /將百位數(shù)字

27、的字符常量寫入LCD WriteData(' '); /將百位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData('C'); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD WriteData('M'); /將萬位數(shù)字的字符常量寫入LCD EA=0; Tx=1; delay_20us(); Tx=0; /產(chǎn)生一個20us的脈沖，在Tx引腳 while(Rx=0); /等待Rx回波引腳變高電平 succeed_flag=0; /清測量成功標(biāo)志 EX0=1; /打開外部中斷 TH1=0; /定時器1清零 TL1=0; /定時器1清零 TF1=0; / TR1=1; /啟

28、動定時器1 EA=1; while(TH1 < 30);/等待測量的結(jié)果，周期65.535毫秒（可用中斷實(shí)現(xiàn)） TR1=0; /關(guān)閉定時器1 EX0=0; /關(guān)閉外部中斷 if(succeed_flag=1) distance_data=outcomeH; /測量結(jié)果的高8位 distance_data<<=8; /放入16位的高8位 distance_data=distance_data|outcomeL;/與低8位合并成為16位結(jié)果數(shù)據(jù) distance_data*=12; /因?yàn)槎〞r器默認(rèn)為12分頻 distance_data/=58; /微秒的單位除以58等于厘米 /

29、為什么除以58等于厘米， Y米=（X秒*344）/2 / X秒=（ 2*Y米）/344 =X秒=0.0058*Y米 =厘米=微秒/58 if(succeed_flag=0) distance_data=0; /沒有回波則清零 distancei=distance_data; /將測量結(jié)果的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū) i+; if(i=3) distance_data=(distance0+distance1+distance2+distance3)/4; pai_xu(); distance_data=distance1; a=distance_data; if(b=a) CONT_1=0; if(b!=

30、a) CONT_1+; if(CONT_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 outcomeH =TH1; /取出定時器的值 outcomeL =TL1; /取出定時器的值 succeed_flag=1; /至成功測量的標(biāo)志 EX0=0; /關(guān)閉外部中斷 /*/定時器0中斷,用做顯示timer0() interrupt 1 / 定時器0中斷是1號 TH0=0xfd; /寫入定時器0初始值 TL0=0x77; /顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序void conversi

31、on(uint temp_data) uchar ge_data,shi_data,bai_data ; bai_data=temp_data/100 ; temp_data=temp_data%100; /取余運(yùn)算 shi_data=temp_data/10 ; temp_data=temp_data%10; /取余運(yùn)算 ge_data=temp_data; /bai_data=SEG7bai_data; /shi_data=SEG7shi_data&0x7f; /ge_data =SEG7ge_data; EA=0; bai = bai_data; shi = shi_data;

32、ge = ge_data ; EA=1; /*void delay_20us() uchar bt ; for(bt=0;bt<60;bt+); void pai_xu() uint t; if (distance0>distance1) t=distance0;distance0=distance1;distance1=t; if(distance0>distance2) t=distance2;distance2=distance0;distance0=t; if(distance1>distance2) t=distance1;distance1=distance

33、2;distance2=t; 6、調(diào)試超聲波液位儀安裝時，應(yīng)保持超聲波發(fā)射和接收的兩個探頭處于水平狀態(tài)，并且要使探頭位置始終位于液面之上，防止液面淹沒探頭。以至使超聲波發(fā)射和接收模塊短路，因此其安裝位置十分重要。  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量的間隔時間，以適應(yīng)不同距離的測量需要。系統(tǒng)調(diào)試完后應(yīng)對測量誤差和重復(fù)一致性進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)分析，不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實(shí)際使用的測量要求。  由于受環(huán)境溫度、濕度的影響, 超聲傳感器的測量值與實(shí)際值總有一些偏差, 表1 列出了本超聲測距系統(tǒng)測

34、量值與對應(yīng)的實(shí)際值:表1 超聲測距系統(tǒng)測量值與實(shí)際值單位實(shí)際值56789101112測量值5.06.17.18.39.410.811.713.2經(jīng)過多次測量得出，該液位儀在一定的測量范圍內(nèi)測量誤差較小，此范圍約為4cm-8cm，當(dāng)在該范圍之外測量時，誤差較大，因此要根據(jù)實(shí)際容器來調(diào)整程序，以求達(dá)到最小誤差。誤差分析：1.超聲波的傳播速度隨溫度的變化而變化2軟件執(zhí)行以及硬件反應(yīng)都需要占用一定時間而使得測量的數(shù)據(jù)偏大3.探頭安裝不平，致使測量距離偏大4.測量時產(chǎn)生的讀數(shù)誤差7.設(shè)計總結(jié)在本次設(shè)計中，我們廣泛借鑒了各種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)，充分考慮了整個設(shè)計中的各個環(huán)節(jié)。包括產(chǎn)生40KHz的方波，在接收電路中

35、，對所接收方波進(jìn)行濾波、放大、整形等步驟。但由于條件和技術(shù)所限，對于很多以上所分析的在發(fā)射和接收過程中所產(chǎn)生的誤差沒有得到有效的校正。比如溫度誤差、硬件電路誤差等。在我們?yōu)槠谝粋€學(xué)期的設(shè)計中，我們用到了以前學(xué)到的很多知識，比如電工、單片機(jī)、和匯編語言等。這使我們意識到，任何一件產(chǎn)品的產(chǎn)生，都不是單一知識所能實(shí)現(xiàn)的。而且在電路的設(shè)計和程序的編制過程中，出現(xiàn)了很多意想不到的錯誤，讓我們措手不及，有些甚至是一些非常低級的錯誤，但是這些錯誤也同樣讓我們獲益非淺，它使我們意識到，研究是一個非常嚴(yán)肅的過程，來不得半點(diǎn)馬虎。必須有一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，加上100的努力才有可能獲得成功的喜悅?？傊?，在本課題的設(shè)計過程中盡管走了很多的彎路，但是還是學(xué)到了不少知識，從中受益