超聲波液位計研發的探討  三十四

由于超聲波信號的幅值是隨著距離的增加呈指數規律衰減的，因此，隨著液位的變化，接收電壓信號幅度會在幾mV 變化到幾V 之間波動，其幅值變化達上百倍。如果硬件電路中放大增益過小，會導致超聲波回波信號較小，單片機最終得不到接收信號；放大增益過大，距離近時將得到已經飽和的接收信號，因此，采用固定增益的電路來處理這種信號是不可能的，必須對電路的增益進行程序控制。具體的硬件電路已經在2-4-3 節中詳細介紹過。軟件流程圖如圖3.4 所示。

開始

設定初始距離

P5.0 腳置“1”

延時1ms

增益調整

P5.0 腳置“0”

有回波？

計算液位，根據液位值

確定增益的增減

發射激勵脈沖

§3-5 溫度補償程序設計

本課題采用的主控芯片是C8051F020，它的內部集成了溫度傳感器部分，這不僅簡化了外部硬件電路的設計和成本，還可實時的采集環境溫度，程序流程圖如圖3.5 所示，其中T 為攝氏溫度。

§3-6 顯示程序的設計

顯示模塊的控制需要三根I/O 數據線，分別為STR、CLK、DATA,DATA 為數據發送端，每個CLK 脈沖發送一位數據，一個字節對應一位LED 模塊，由高向低順次移位。在本程序中，43H、44H 為顯示單元寄存器，每個字節存儲兩位LED 顯示數據，R0 為循環次數寄存器，因為每位LED 的驅動方式相同，這里，我只介紹一位顯示的程序設計。

這是發送43H 存儲值高8 位的程序設計，在發送低8 位時，只需將高8 位屏蔽，然后送入寄存器A 中，其余步驟相同，這里就不一一敘述。在沒有鎖存脈沖STR 以前，所有數據的移動都是在CD4094 內部寄存器中完成，它的I/O 口還是保持上一個STR 脈沖鎖存的數據輸出，待四位數據發送完畢，發送STR 脈沖，將顯示數據送到CD4094 輸出口。

超聲波液位計