基于单片机的风速测量仪的设计.doc

基于单片机的风速测量仪的设计 综述 风，特别是井下安全生产中具有重要参考意义，作为气象环境中最活跃的因素，对战争的胜败，武器性能的发挥有着举足轻重的影响风能的利用，也要求人们对风速资源进行长时间的准确监测。当前，风速测量的仪器主要有热线式、热膜式、以及风杯式三种。这几种原理的风速仪测量精度低、范围小、测量周期长、持续工作时间短，且测量结果易受外部环境因素的影响。因此不能满足高效、快速、准确的现代化军事和长时间工作、智能化数据处理的风场监测的需求。 本设计采用压电式超声波换能器，使用AT8952单片机作为控制器，完成了超声波仪的软硬件设计。采用汇编语言编程的方法，实现了测量结果的和显示。，LED数码显示清晰稳定，测量结果稳定可靠，测距仪最大误差不超过系统硬件电路的设计 硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。单片机采用8952或其兼容系列。采用MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。45kHz的方波信号，利用口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共LED数码管，段码用驱动，位码用PNP三极管8550驱动。 超声波发射电路发射电路主要由和超声波发射换能器T构成，输出的45kHz的方波信号一路经后送到超声波换能器两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采用，用以提高驱动能力。上位电阻R一方面可以提高输出能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。 压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的 。超声波换能器内部结构，它有两个压电晶片和一个换能板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器；反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收换能器了。超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。 超声波检测接收电路 压电式超声波换能器超声波仪的软件设计主要由主程序超声波接收程序及显示子程序组成。我们知道汇编语言程序则具有较高的效率且容易精细计算程序运行的时间，而超声波仪的程序要求精细计算（超声波时），所以控制程序采用汇编语言混合编程。超声波测距仪的算法设计 The Design of Ultrasonic Wind Meter Based on SCM Summary: Wind, especially mine safety has important reference value, as the meteorological environment, the most active factor, the victory of the war, weapons performance to play a decisive effect on the use of wind energy, wind resources also requires that there be lengthyaccurate monitoring.At present, the wind speed measurement apparatus main hot wire, hot-film, and the wind cup of three.This principle of wind speed measured several low precision, range of small, measuring cycle is long, continuous working hours, and the measurement results vulnerable to external environmental factors.Can not meet the efficient, rapid and accurate modern military and long working hours, intelligent data processing, the demand for wind monitoring. This design uses piezoelectric ultrasonic transducer, using AT89S52 MCU as controller to complete the ultrasonic velocity meter hardware and software design.Assembly language programming method used to achieve the