基于51单片机的超声波液位传感器──硬件设计基于51单片机的超声波液位传感器──硬件设计-word文档网

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摘要

本设计是在熟悉了单片机、超声波、LED和AD694等性能后，以AT89C51单片机为核心，利用压电式超声波换能器对液位进行自动检测；LED实时显示测量数据；方便操作人员对系统检测结果的监控。系统硬件电路设计主要包含超声波发射电路、接收电路、模拟信号输出电路、数码管显示电路等。超声波发射电路利用NE555发射脉冲经过两级功率放大和脉冲变压器升压激发换能器中的压电元件产生超声波信号。接收电路共由三个部分组成：第一部分为隔离电路；第二部分为信号放大电路；第三部分为门限电路。AT89C51单片机是整个超声波液位传感器测量系统的核心部分，主要任务是产生脉冲信号，通过发射电路驱动超声波换能器发出超声波，并接收超声波返回产生的下降沿信号，引发中断。

关键词超声波测量距离单片机

1 引言 1

2 超声波传感器 2

2.1 超声波的性质 2

2.2 超声波换能器 2

3 超声波传感器的测量原理 5

4 设计任务与要求 6

4.1 设计任务 6

4.2 系统总体设计要求 6

4.3 计时精度 7

5 硬件电路设计 9

5.1 整体电路设计 9

5.2 发射电路的选择 9

5.3 接收电路 12

5.4 模拟信号输出电路 15

5.5 数码管显示电路 18

5.6 单片机电路 19

5.7 电源整流电路 22

6 硬件电路仿真 23

6.1 发射电路的仿真 23

6.2 隔离电路的仿真 23

6.3 放大电路的仿真 24

7 软件设计 26

7.1 主程序设计 26

7.2 子程序设计 26

结论 28

致谢 29

参考文献 30

图1 电路图 31

表1 元器件列表 32