毕业设计-超声波油量测量仪的设计

PAGE编号本科生毕业设计超声波油量测量仪的设计20010年6月摘要本设计针对加油站储油罐中油量的测量问题，深入讨论了用超声波作为信号源进行液位测量的可行性及优越性，讨论了产生误差的各种原因，提出了相应的解决办法。本设计以AT89C52单片机最小系统为核心，以超声波测距原理为理论依据，利用超声波作为控制信号对油量进行自动检测和数据处理，减少测量过程中的人工干预，提供了一个带有显示、键盘的人机对话界面，方便了操作人员对油量的实时监控，通过微型打印机或与PC机进行通信等方式打印、保存有关数据，能够更好地对油量的存储情况进行管理。本超声波油量测量仪，成本低，操作简便，功能强大，与传统的液位测量方法相比，具有非接触、速度快、精度高、自动控制、可靠性强、价格低廉等优点。关键词:超声波液位测量单片机非接触AbstractThedesignforthegasstationfueltanksinthemeasurementproblem,in-depthdiscussionoftheuseofultrasoundasasignalsourcetocarryoutthefeasibilityofliquidlevelmeasurementandthesuperiorityoftheerrorsdiscussedavarietyofreasons,thecorrespondingsolution.AT89C52single-chipdesignstothesmallestsystemtothecore,theprincipleofultrasonicdistancemeasurementtheoreticalbasisfortheuseofultrasoundonoilasacontrolsignalforautomaticdetectionanddataprocessing,toreducethemeasurementintheprocessofhumanintervention,providedwithadisplay,keyboardinterfaceofman-machineconversationandmakeiteasierforoperatorsofreal-timemonitoringofoilthroughthemicro-printerorPC-communicationsuchasprint,savethedata,tobetterthesituationontheoilstoragemanagement.

Ultrasonicmeasurementofthefuel,lowcost,simple,powerful,andtraditionalmethodsofliquidlevelmeasurement,withnon-contact,highspeed,highprecision,automaticcontrol,reliableandlowcostadvantages.

Keywords:Ultrasonicliquidlevelmeasurementsingle-chipnon-contactPAGE35目录第一章引言 11.1国、内外液位计量仪表的现状11.1.1国外液位计量仪表的现状 11.1.2国内储罐液位计量仪表的现状 21.2超声波油量测量仪的研究目的及意义21.3超声波油量测量仪的研究内容3第二章超声波油量测量仪测量原理 42.1超声波传感器工作原理42.1.1超声波传感器基本结构及工作原理 42.1.2超声波发射器 52.1.3超声波接收器 62.1.4T/R40超声波传感器 72.2超声波油量测量仪测量原理72.2.1测量原理 72.2.2超声波测距的理论分析 9第三章超声波油量测量仪的总体设计 133.1总体设计思想133.2工作过程14第四章系统结构及硬件设计 154.1超声波油量测量仪的硬件设计思想154.2AT89C52单片机最小系统154.3超声波发射电路设计164.3.1超声波发射电路功能 164.3.2超声波发射电路原理图 164.4超声波接收电路174.4.1超声波接收电路功能 174.4.2超声波接收电路原理图 184.58279接口电路与键盘显示电路194.5.18279接口电路设计 194.6基于DS18B20的温度测量电路214.6.1温度传感器DS18B20简介 214.6.2DS18B20与单片机的典型接口设计 224.7与PC机通讯接口的设计22第五章软件设计 235.1软件总体设计235.1.1软件设计总体框图 235.1.2软件程序中各部分模块介绍 235.2超声波驱动与数据处理模块245.2.1超声波发射程序 245.2.2外部中断0的中断服务程序 255.3功能模块265.3.1键盘与显示子程序 265.3.2通讯子程序 27第六章抗干扰处理 306.1硬件抗干扰措施306.2软件抗干扰措施30结论 32参考文献 33致谢 34第一章引言1.1国、内外液位计量仪表的现状1.1.1国外液位计量仪表的现状1.1.2国内储罐液位计量仪表的现状1.2超声波油量测量仪的研究目的及意义1.3超声波油量测量仪的研究内容第二章超声波油量测量仪测量原理2.1超声波传感器工作原理2.1.1超声波传感器基本结构及工作原理2.1.2超声波发射器2.1.3超声波接收器2.1.4T/R40超声波传感器本仪器所采用的TR40-16型超声波传感器的声压电平和灵敏度特性曲线如图2-3、图2-4所示。2.2超声波油量测量仪测量原理2.2.1测量原理2.2.2超声波测距的理论分析T=SKIPIF1<0/(SKIPIF1<0+439SKIPIF1<0=0.00179第三章超声波油量测量仪的总体设计3.1总体设计思想超声波发射电路超声波发射电路超声波接受电路单片机系统8279接口电路键盘显示温度检控与上位机通讯接口3.2工作过程第四章系统结构及硬件设计4.1超声波油量测量仪的硬件设计思想4.2AT89C52单片机最小系统4.3超声波发射电路设计4.3.1超声波发射电路功能4.3.2超声波发射电路原理图4.4超声波接收电路4.4.1超声波接收电路功能4.4.2超声波接收电路原理图4.58279接口电路与键盘显示电路4.5.18279接口电路设计4.6基于DS18B20的温度测量电路4.6.1温度传感器DS18B20简介4.6.2DS18B20与单片机的典型接口设计SKIPIF1<04.7与PC机通讯接口的设计第五章软件设计5.1软件总体设计5.1.1软件设计总体框图SKIPIF1<05.1.2软件程序中各部分模块介绍5.2超声波驱动与数据处理模块SKIPIF1<05.2.1超声波发射程序5.2.2外部中断0的中断服务程序5.3功能模块SKIPIF1<05.3.1键盘与显示子程序SKIPIF1<05.3.2通讯子程序SKIPIF1<0第六章抗干扰处理6.1硬件抗干扰措施6.2软件抗干扰措施结论参考文献2003.(2).37-38[15]FrankJ.Hydrostatictankgaugesaccuratelymeasuremass,volume,andlevel.Oil&GasJournal,2004.5.57-59[16]DavidLCarlberg.Lateraassays:DesigningforAutomation.IVDTechnology,2005.3.9致谢基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发\t