超聲波液位計液態介質測量高精度的探討 十九

3．2工作過程

在超聲波液位測量儀開始測距前需要通過鍵盤輸入一些相關參數，以便能按照要求計算出距離，進而計算出液位數據。

啟動超聲波液位測量儀測距時，首先由單片機發出40KHz的脈沖串，每10個脈沖為一串，脈沖串通過超聲波發射電路驅動超聲波發射換能器發出超聲波。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接收換能器接收，其輸出的正弦波經過兩級放大，再經過電壓比較器和D觸發器產生中斷信號來中斷單片機的計時，這樣就得到了超聲波的傳輸時間，然后在中斷服務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。對于液位的上限或下限時，驅動揚聲器報警和LED閃爍。

停止測量后，可以通過通訊接口向上位機傳輸數據，也可通過小型打印機將數據打印出來。

對于多罐倉儲區。可以采用轉接口的方法把RS232轉換成485方式，通過現場總線由上位機監控多個儲罐，便于整體管理。

據設計要求，選用AT89S52單片機系統為核心，開發超聲波液位儀。

它的各部分電路的說明如下：

AT89S52單片機最小系統是液位儀的核心部分，其主要任務是：

(1)發出40KHZ的脈沖串用來驅動超聲波發射換能器發出超聲波；

(2)通過定時器T1對超聲波的傳輸時間進行計時；

(3)根據測得的溫度與濕度，用BP算法算出適時聲速；

(4)根據測出的時間和適時聲速計算出距離：

(5)控制參數的輸入和數據的顯示；

(6)極限位置的報警；

(7)與上位機通訊和數據的打印輸出。

超聲波發射電路的作用是將單片機送來的40KHz的脈沖信號放大到20V，以滿足超聲波發射對傳感器的驅動要求。

超聲波接收電路的作用是接收從液面反射回來的脈沖信號并觸發外部中斷。

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