基于51单片机的超声波水位液位监测仿真程序设计

硬件设计

上一篇咱们说了基于液位传感器的优缺点，其中缺点就是测量距离有限，这里就引入了超声波的测距方式，该方式测量距离就大大增加。

超声波测距系统原理
在超声探测电路中，发射端得到输出脉冲为一系列方波，其宽度为发射超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。超声测距大致有以下方法：① 取输出脉冲的平均值电压，该电压 (其幅值基本固定 )与距离成正比，测量电压即可测得距离；② 测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t，故被测距离为 S=1／2vt。本测量电路采用第二种方案。由于超声波的声速与温度有关，如果温度变化不大，则可认为声速基本不变。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。
超声波测距的算法设计: 超声波在空气中传播速度为每秒钟340米（15℃时）。X2是声波返回的时刻，X1是声波发声的时刻，X2-X1得出的是一个时间差的绝对值，假定X2-X1=0.03S，则有340m×0.03S=10.2m。由于在这10.2m的时间里，超声波发出到遇到返射物返回的距离如下：

仿真图：
LCD1602作为显示器，三个按键作为设置和切换功能，继电器模拟水泵的控制。

程序设计


#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#include"lcd.h"
#include"key.h"sbit Trig = P2^1;
sbit Echo = P2^0;sbit K0=P2^2;
sbit K1=P2^3;
sbit beep=P1^0;unsigned char code ASCII[15] =    {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','.','-','M'};unsigned int  time=0;unsigned long S=0;bit      flag =0;bit       min = 0;int      cont;unsigned char disbuff[4]    ={ 0,0,0,0,};
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : main
* 函数功能         : 主函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Conut(void){time=TH0*256+TL0;TH0=0;TL0=0;S=(time*1.7)/100+1;     //算出来是CMif((S>=700)||flag==1) //超出测量范围显示“-”{   flag=0;t[1][6]=ASCII[11];t[1][8]=ASCII[11];t[1][9]=ASCII[11];}else{disbuff[0]=S%1000/100;disbuff[1]=S%1000%100/10;disbuff[2]=S%1000%10 %10;t[1][6]=ASCII[disbuff[0]];t[1][8]=ASCII[disbuff[1]];t[1][9]=ASCII[disbuff[2]];}display(t[0],t[1]);if(min){cont++;if(cont==5){cont=0;min=0;beep=0;}}}void zd0() interrupt 1          //T0中断用来计数器溢出,超过测距范围{flag=1;                           //中断溢出标志}void  StartModule()                //启动模块{Trig=1;                                 //启动一次模块_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();Trig=0;}void delayms(unsigned int ms)
{unsigned char i=100,j;for(;ms;ms--){while(--i){j=10;while(--j);}}
}void main(void)
{TMOD=0x01;           //设T0为方式1，GATE=1；TH0=0;TL0=0;          ET0=1;             //允许T0中断EA=1;              //开启总中断  InitLcd1602();beep=0;K0=1;K1=1;min=0;while(1){while(KEY3){StartModule();while(!Echo);       //当RX为零时等待TR0=1;               //开启计数while(Echo);      //当RX为1计数并等待TR0=0;             //关闭计数Conut();          //计算                        delayms(20);if(S>MAX||S<LIN){            break;}}if(S<LIN){beep=1;K0=0;K1=1;min=1;while(KEY3){StartModule();while(!Echo);          //当RX为零时等待TR0=1;               //开启计数while(Echo);          //当RX为1计数并等待TR0=0;             //关闭计数Conut();              //计算            delayms(20);if(S>MAX){              break;}}}if(S>MAX){beep=1;K0=1;K1=1;min=1;while(KEY3){StartModule();while(!Echo);         //当RX为零时等待TR0=1;               //开启计数while(Echo);          //当RX为1计数并等待TR0=0;             //关闭计数Conut();              //计算            delayms(20);if(S<MAX){              break;}}}if(!KEY3){delay(1000);if(!KEY3){select();}}}
}

附：http://www.jh-tec.cn/archives/7139