一.硬件方案
利用超聲波傳輸中距離與時間的關系，采用8051單片機進行控制及數據處理，設計出了能精確測量兩點間距離的超聲波液位檢測系統。并通過液位的高低開，通過控制繼電器，選擇注水或者放水。
主要由51單片機+HC-SR04超聲波傳感器+LCD1602液晶+水泵+按鍵+蜂鳴器+繼電器設計而成;如圖：
二.設計功能
(1)本設計中液晶顯示有4個字母，分別為
H------容器的最高水位設定值(不能高于實際高度)
L------容器的最低水位設定值
D-----容器實際高度(可以設置)
C-----容器內液體的高度(在實際演示中，障礙物離探頭越近，液晶C顯示越大，因為障礙物好比液面，離探頭近了說明水位高了)
(2)如果容器實際高度D你設置為1米，那么C液體的高度最高能測到98cm,因為探頭的盲區(qū)在2cm左右。如果D設為2米，那么最高能測到1.98m。
(3)按鍵功能分別為：設置鍵 增加鍵 減小鍵 復位鍵。
(4)三個指示燈的分別功能為：紅色----超過設定的最高水位H;黃色-----低于設定的最低水位L;綠色----最高H和最低L中間。
(5)當液位高于或者低于設置值，蜂鳴器報警;
(6)當液位高于最高水位設定值，排水繼電器打開;當液位低于最低水位設定值，注水繼電器打開;
三.設計原理圖
(1)原理圖主要采用AD軟件進行設計,如圖：
(2)PCB,如圖：
四.軟件設計
主程序源碼
/*********************************************************/
void main(void)
{
initIO(); //初始化IO端口
delay500ms(); //啟動延時，給器件進入正常工作狀態(tài)留夠時間
initLCD1602(); //LCD初始化
putLineCharsToLCD1602(lineOne, 8, 8, "D:000cm "); //顯示distance (總)距離(檢測探頭到水庫底部的距離)D
putThreeCharToLCD1602(lineOne, 8 + 2, uiD); //顯示三位數值
putLineCharsToLCD1602(lineOne, 0, 8, "H:000cm "); //顯示設定的最高報警水位H
putThreeCharToLCD1602(lineOne, 0 + 2, uiH); //顯示三位數值
putLineCharsToLCD1602(lineTow, 0, 8, "L:000cm "); //顯示設定的最低報警水位L
putThreeCharToLCD1602(lineTow, 0 + 2, uiL); //顯示三位數值
putLineCharsToLCD1602(lineTow, 8, 8, "C:000cm "); //顯示當前CURRENT水位C
initTimer0(); //初始化定時器0
initTimer1();
//閥門動作：初始先排水
io_Control_Inlet = isio_Control_Inlet_OFF;
io_Control_Outlet = isio_Control_Outlet_ON;
g_flagSwitch = isNo;
while(1)
{
io_US_TX = 1; //啟動超聲波模塊信號
delay10us();
io_US_TX = 0;
while(io_US_RX == 0); //等待計時開始
TR0 = 1; //開啟定時器0，計時開始
IT1 = 1; //設置外中斷INT1輸入信號模式(1:Falling only僅下降沿有效 0:Low level低電平有效)
EX1 = 1; //使能外中斷INT1
while(EX1 == 1 && g_flag == isNo)//等待中斷或超時退出
{
uchar ucKeyValue = GetKey(); //在等待中檢測按鍵
if(ucKeyValue) execute_key_task(ucKeyValue); //如果有鍵按下則執(zhí)行按鍵任務
}
if(CalculatedWaterLevel() == isNo) continue; //計算水位，如果超出范圍返回isNo并重新循環(huán)
TR0 = 0; //暫時關閉定時器0
//清零定時器和計數變量以及標志
TL0 = 0;
TH0 = 0;
g_flag = isNo;
ucCount = 0;
g_flag05s = isNo;
TR0 = 1; //打開定時器0
while(g_flag05s == isNo) //延時0.52秒，以防止此期間返回的超聲波產生錯誤信息，并使顯示變化放慢，保證視覺效果
{
uchar ucKeyValue = GetKey();
if(ucKeyValue)
{
if(ucKeyValue == DATA_KEY_DEC)
{
g_flagBeepTimer = isNo;//用減小按鍵取消報警標志
}
execute_key_task(ucKeyValue); //如果有鍵按下則執(zhí)行按鍵任務
}
}
TR0 = 0; //暫時關閉定時器0
//清零定時器和復位標志
TL0 = 0;
TH0 = 0;
g_flag = isNo;
//-----------------------------------
//水箱清洗提示：
if(g_flagBeepTimer == isYes)
{
buzzerCall();
//用減小按鍵取消報警標志
}
//-----------------------------------
}
}
下載文檔
