智能型超声波液位计的开发.doc

摘要:目前，超声波测量液位在各行业的快速发展液位测量中，已应用到越来越多的领域，不仅用于各种器具、管道内液体液位的测量，还用于山渠、水库、江河、湖泊水位的测量。本文实现了用单片机和超声波传感器测量容器液位的功能。

开发出以单片机STC12C5A60S2为控制系统核心，选用HC-SR04超声波测距模块，产生40kHz的方波，作为测量信号，具有液晶显示液位并实现与PC机通讯功能，上传测试数据；实现上下限报警提示，按键设定报警值参数，采用DS1820实现温度补偿功能，最大限度的减少误差，提高测量的精度的智能型超声波液位计。上位机程序采用C++builder编写，上位机的各种信息经转换后发送到单片机中，同时上位机将接收到的数据进行解码还原，将得到的数据进行显示、观察。

关键词：超声波  液位计  单片机  温度补偿

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪 论-1

1.1课题研究的目的与意义-1

1.2 超声波液位计的发展现状-1

1.3 超声波液位计的发展趋势-2

1.4课题研究的主要内容-3

2 超声波液位计的测量原理-4

2.1 超声波的基本特性-4

2.2 超声波传感器-5

2.3 超声波液位计的测量原理-5

3 系统硬件设计-8

3.1 超声波液位计总体设计-8

3.2 单片机最小系统-8

3.3 超声波发射电路比较-10

3.4 超声波接收电路比较-12

3.5 HC-SR04超声波测距模块-15

3.6 报警电路-17

3.7 液晶显示与按键电路设计-18

3.8 温度补偿电路-18

3.9 电源电路设计-19

4 系统软件设计-19

4.1 软件总体流程-19

4.2 温度测量程序设计-20

4.3 温度补偿与距离计算程序设计-21

4.4 LCD显示程序设计-22

4.5 通讯子程序设计-23

4.6 中断子程序设计-24

5 上位机软件设计-26

5.1 开发环境介绍-26

5.2 软件选择与工作原理-26

5.3 上位机界面设计-26

6 系统调试-28

6.1 硬件与软件调试-28

6.2 误差分析-28

7 系统使用说明书-30

8 总 结-31

参考文献-32

致 谢-33

附录1 硬件原理图-34

附录2 PCB图-36

附录3 程序清单-37