基于单片机的超声波液位测量系统本科生毕业设计(论文) 下载本文

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后接收信号将低于阀值,这相当于所测距离的最大值。从图中的a点以后,接收信号才开始比发射信号大,但还将与发射信号相互迭加,较难分辨,因此这段时间内不能进行测量。从图中的c点以后,发射信号己低于阀值Vm,接收信号才基本上摆脱了发射信号的影响而能明显地分辨出来。所以在要求较高时,把oc这段时间规定为盲区时间。从距离上说,可根据盲区时间和声速,求得盲区距离。因此,oc为盲区时间,cb为可测范围,b为可测距离的最远点。

对盲区问题普遍处理办法是对绕射虚假信号作屏蔽,而屏蔽办法多种多样。可以从硬件上屏蔽,也可以从软件上采用信号滤波,或者延时接收。如果从发射开始一直到―虚假反射波‖结束这段时间,采取关闭中断的方法,从而不会发生中断申请,躲避绕射干扰。这种方法优点是处理简洁,故本系统就选用这种办法。

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a第3章 各单元硬件电路设计

+5V蜂鸣器3.1 单片机最小系统电路 U1BUZZERAT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—Flash Programmabl

Q1e and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,

R1680NPN俗称单片机。AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片INT1P20机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高1222INT0132123242526272812345678P10/TP11/TP12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P073938373635343332Va30pF密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相T11514C1Y1+5V兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT31T0a+12MHzC230pF89C5119是一种高效微控制器,AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机

+5V为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。如图3.1所示。

EA/VPX1X2P21P22P23P24P25P26P270uF18 9蜂鸣器RESETRDWRABT89C51UZZER10K1716RXDTXDALE/PPSEN101130291234567813121514U1P10/TP11/TP12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRAT89C51RXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728Q1R1680 aNPN +5V S1C130pF12MHz20uFC230pFY1+5V 31191891716C3+SW-PBR210K 图3.1 AT89C51引脚图

a

AT89C51的主要特点: ? 与MCS-51 兼容

? 4K字节可编程闪烁存储器

a? 寿命:1000写/擦循环数据保留时间:10年 ? 全静态工作:0Hz-24Hz

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? 三级程序存储器锁定 ? 128×8位内部RAM ? 32可编程I/O线 ? 两个16位定时器/计数器 ? 5个中断源 ? 可编程串行通道 ? 低功耗的闲置和掉电模式 ? 片内振荡器和时钟电路 管脚说明:

? VCC:供电电压。 ? GND:接地。

? P0,P1,P2,P3:输入/输出端口。 ? P3.0/RXD:串行输入口。 ? P3.1/TXD:串行输出口。 ? P3.2 /INT0:外部中断0。 ? P3.3 /INT1:外部中断1。 ? P3.4/T0:计时器0外部输入。 ? P3.5 T1:计时器1外部输入。 ? P3.6 /WR:外部数据存储器写选通。 ? P3.7 /RD:外部数据存储器读选通。

? P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

? RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时

间。

? ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地

位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。

? /PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器

周期两次/PSEN有效。在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。

? /EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),

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不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。

? XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 ? XTAL2:来自反向振荡器的输出。

芯片擦除:

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合,并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦操作中,代码阵列全被写―1‖且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。

3.2 温度补偿电路设计

DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器,测温范围为-55~125℃,最大分辨率可达0.0625℃。DS18B20可以直接读出被

aa测温度值,而且采用了一线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和

易使用的特点。测温电路图3.2所示。

aDS18B20J5+5V12R36KD0GNDP13VCC

图 3.2 DS18B20

3a DS18B20温度传感器:

(1):技术性能描述

独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理 器与DS18B20的双向通讯。

? 测温范围-55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃。 ? 工作电源:3~5V/DC。

? 在使用中不需要任何外围元件。 ? 测量结果以9~12位数字量方式串行传送。 ? 不锈钢保护管直径Φ6。

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