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。

最后本文通过仿真软件Proteus进行仿真验证和调试，各项参数及功能符合设计要求，达到预期目标。

 

关键词　单片机；超声波；液位测量；高精度测距；Proteus仿真

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究的背景及意义-1

1.2 国内外研究现状和发展趋势-1

1.3 本课题的主要研究工作和结构内容-3

2 超声波液位测量系统总体设计方案-5

2.1 系统功能设计要求-5

2.2 系统总体方案设计-5

2.3 超声波传感器测距原理-6

3 超声波液位测量系统的硬件设计与实现-7

3.1 单片机最小系统-7

3.2 温度补偿电路设计-8

3.3 超声波发射电路设计-9

3.4 超声波接收电路设计-9

3.5 显示电路设计-10

3.6 电源电路设计-11

3.7 报警电路设计-12

4 超声波液位测量系统的软件设计与实现-13

4.1 超声波测距算法设计-13

4.2 主程序流程设计-13

4.3 单片机的C程序设计-15

4.4 仿真分析-15

结论-17

参考文献-18

附录1-19

附录2-25

致谢-27