超声波液位计研发的探讨  三十三

3-2-2 软件框图

根据上述液位计的基本功能和工作过程，系统的软件流程图如图3.2 所示。

盲区、量程自适应模块

温度补偿模块

键盘及显示模块

超声波发射模块

定时模块

RS232 通讯模块

§3-3 激励脉冲信号的软件设计

如第二章所述，本课题选用了深圳某公司生产的ＢＢＣ－ＬＨＱ50 型超声波传感器，它的中心频率为50kHz ±4%，即此超声波探头的最佳频率响应范围为48kHz～52kHz。由于此频率较高，并且为了保证探头的最佳响应，必须保证脉冲信号的频率处于这个范围之中。另外，单片机的指令执行需要一定的时间，这就会影响定时的准确性，从而影响脉冲信号的频率。由图2.5 可知，激励脉冲信号由两组周期为20us 的方波组成，前后均为8 个脉冲。两脉冲串中间有一个周期为30us 的脉冲，其占空比为1:1。

很明显，由于这个30us 脉冲的存在，使得前后8 个方波的脉冲组虽然周期和幅值都不变，但是在时域范围内产生了180°的相变。故激励脉冲信号的软件流程。

开始

T1 定时10us

T1 定时15us

发射1 个30us 脉冲

T1 定时10us

结束

发射8 个脉冲

发射8 个脉冲

§3-4 盲区及量程的自适应软件设计

上面章节中已经详细讲过，由于超声波探头的结构限制，存在约30cm 的测量盲区，这个距离范围内探头是不能正常工作的，应当加以避免。在本课题中，为了克服盲区的影响，防止产生误触发信号，根据D 触发器CD4013 的真值表知道，可以采用一直置位D 触发器的方法来避免超声波探头的盲区对回波信号的影响，即SD 管脚（与单片机C8051F020 的P5.0 管脚相连）一直置“1”，那么无论CLOCK

管脚是否有脉冲，均不会改变管脚Q 的状态，管脚Q 一直是高电平“1”，从而不会产生触发脉冲信号停止单片机的计时，抑制了盲区的影响。在实际应用中，超声波在空气中的速度约为340m/s，因此只

需要置位CD4013 触发器1ms 左右的时间就可以有效避免盲区对回波信号的影响。

超声波液位计