超聲波液位計研發的探討  三十二

§3-1 引言

一個好的單片機系統，不僅要實現預想的基本功能，更要使其能穩定、可靠的工作。軟件設計是單片機系統設計的重要環節，許多硬件無法完成或者由硬件來完成的任務，都可以通過軟件的方式來實現，而且系統的智能化水平也需要軟件的設計來體現。為了節省成本，提高裝置性能，微型化單片機系統，我們可以通過軟件的方式來完成一些需要硬件完成的任務，如信號濾波、硬件看門狗等；許多需要硬件實現的控制，如自動控制中的PID 調節、數字計算控制、模糊控制和自適應控制，都可以由用單片機軟件系統實現。所以說，軟件的設計，體現了系統的整體水平，決定了系統能否穩定、精確的工作，關系著系統設計的成敗[21]。

§3-2 超聲波液位計的工作過程及軟件框圖

3-2-1 功能模塊

本課題設計的超聲波液位計的基本工作過程如下：在超聲波液位計開始測距前需要通過鍵盤輸入一些相關參數，以便按照要求計算出距離，進而計算出容器內液體的重量、體積等數據。啟動超聲波液位計測距時，首先由單片機發出50KHz 的脈沖串，每八個脈沖為一組，脈沖串通過超聲波發射電路驅動超聲波換能器發出超聲波，單片機在發送脈沖的同時開始計時；超聲波遇到障礙物后的回波被超聲波換能器接收，其輸出的正弦波信號經過放大、濾波和精密包絡檢波電路處理，再經過電壓比較器和D 觸發器整形，產生中斷信號中斷單片機的計時，這樣就得到了超聲波在空氣中的傳輸時間，然后在中斷程序中根據測出的時間計算出距離。中斷返回后再發送下一串脈沖。如此反復，每測出五個距離就取一次平均值存儲并顯示。停止測量后，可以通過RS232 通訊接口向上位機傳輸數據，也可通過小型打印數據打印出來。這些操作均可由上位機來控制。需要說明的是，回波信號的處理過程中包含了溫度對超聲波速度影響的補償及量程與系統盲區的自適應處理。

超聲波液位計