超声波液位计研发的探讨  三十二

§3-1 引言

一个好的单片机系统，不仅要实现预想的基本功能，更要使其能稳定、可靠的工作。软件设计是单片机系统设计的重要环节，许多硬件无法完成或者由硬件来完成的任务，都可以通过软件的方式来实现，而且系统的智能化水平也需要软件的设计来体现。为了节省成本，提高装置性能，微型化单片机系统，我们可以通过软件的方式来完成一些需要硬件完成的任务，如信号滤波、硬件看门狗等；许多需要硬件实现的控制，如自动控制中的PID 调节、数字计算控制、模糊控制和自适应控制，都可以由用单片机软件系统实现。所以说，软件的设计，体现了系统的整体水平，决定了系统能否稳定、精确的工作，关系着系统设计的成败[21]。

§3-2 超声波液位计的工作过程及软件框图

3-2-1 功能模块

本课题设计的超声波液位计的基本工作过程如下：在超声波液位计开始测距前需要通过键盘输入一些相关参数，以便按照要求计算出距离，进而计算出容器内液体的重量、体积等数据。启动超声波液位计测距时，首先由单片机发出50KHz 的脉冲串，每八个脉冲为一组，脉冲串通过超声波发射电路驱动超声波换能器发出超声波，单片机在发送脉冲的同时开始计时；超声波遇到障碍物后的回波被超声波换能器接收，其输出的正弦波信号经过放大、滤波和精密包络检波电路处理，再经过电压比较器和D 触发器整形，产生中断信号中断单片机的计时，这样就得到了超声波在空气中的传输时间，然后在中断程序中根据测出的时间计算出距离。中断返回后再发送下一串脉冲。如此反复，每测出五个距离就取一次平均值存储并显示。停止测量后，可以通过RS232 通讯接口向上位机传输数据，也可通过小型打印数据打印出来。这些操作均可由上位机来控制。需要说明的是，回波信号的处理过程中包含了温度对超声波速度影响的补偿及量程与系统盲区的自适应处理。

超声波液位计