传感器课程设计-超声波测液位.docVIP

东北石油大学 课 程 设 计 课 课 程 传感器课程设计 题 目 超声波测液位电路设计 院 系 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2013年7 月 16日 任务书 课程 传感器课程设计 题目 超声波测液位电路设计 专业 姓名 学号 主要内容： 本文主要是针对类似油罐等封闭式液体的液位的测量，采用超声波作为主要手段。此次设计采用反射波方式,超声波测距仪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AT89C51或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。显示电路采用简单实用的LED数码管。 基本要求： 通过传感器原理及相关电路知道设计超声波测液位电路。 设计电路，并用相关的软硬件测出液位。 掌握相关的传感器原理及应用。 主要参考资料： [1]胡平．超声波测距仪的研制[J].计算机与现代化．2003，10． [2]时德刚，刘哗．超声波测距的研制[J]．计算机测量与控制．2002，10． [3]华兵．MCS-51单片机原理应用[M]．武汉：武汉华中科技大学出版社．2002，5． [4]李华．MCU-51系列单片机实用接口技术[M]．北京：北京航天大学出版社．1993． [5]郁有文．传感器原理及工程应用[M]．西安:西安电子科技大学出版社．2000． 完成期限 2013.7.13—2013.7.16 指导教师 专业负责人 2013年 7 月 16 日 传感器课程设计 摘 要 超声波液位测量是一种非接触式的测量方式,它是利用超声波在同种介质中传播速度相对恒定以及碰到障碍物能反射的原理研制而成的。与其它方法相比(如电磁的或光学的方法),它不受光线、被测对象颜色的影响，对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。因此，研究超声波在高精度测距系统中的应用具有重要的现实意义。 本设计基于单片机的超声波液位测量系统主要由硬件与软件两部分组成，硬件是基于AT89C51芯片为核心的超声波液位测量，采用AT89C51单片机进行控制及数据处理，给出了超声波发射和接收电路，通过盲区的消除以及环境温度的采样，提高了测距的精确度。利用超声波传输中距离与时间的关系，设计出了能精确测量两点间距离的超声波液位检测系统。此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时检测液位。 并有超声波处理模块CX20106A、CD4069组成的超声波发射电路、超声波接收电路、单片机复位电路、LED显示电路、报警电路等。软件部分由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序组成。各探头的信号经单片机综合分析处理。 最后通过实物的调试，各项参数及功能符合设计要求，能达到预期的目的。 关键词：单片机；超声波；温度控制；高精度测距  目 录 TOC \o 1-2 \u 一、设计要求 PAGEREF _Toc8242 1 1、超声波传感器的功能与用途 PAGEREF _Toc1432 1 2、课题研究的背景及意义 1 3、国内外发展的现状 1 二、方案设计 2 1、方案说明 2 2、方案比较及论证 3 三、传感器工作原理 4 1、超声波传感器的性能指标 4 2、超声波传感器的结构 4 四、电路的工作原理 6 五、单元电路设计、参数计算和器件选择 PAGEREF _Toc19651 8 1、单元电路设计 8 2、参数计算 12 3、器件选择 PAGEREF _Toc14552 12 六、总结 PAGEREF _Toc3933 15 TOC \o 1-2 \u 参考文献 16 传感器课程设计 PAGE 10 超声波测液位电路设计 一 、设计要求 1、超声波传感器的功能与用途 本设计中采用反射式的方式，超声波传感器发射超声波，遇到液面后超声波被反射回来，超声波接收探头接收超声波。其间通过单片