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单片机课程设计报告

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发表于 2021-3-20 19:01:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

基于单片机的液位测量系统

超声波基础:

工作频率:压电晶片的谐振频率。波长越长,频率越小,探测距离越大,但精度越低。

灵敏度:,输出功率越高,灵敏度越高。

束角:以传感器中心轴延长线为轴,能量强度降低一半(-3dB)的地方,这个角度称为束角。可以理解为超声波的指向性。值越大,越容易检测到周围的对象

盲区:超声波检测不到的距离值

超声波传感器有很多种,根据分类方法的不同可以分为以下几种:收发一体式和收发分体式(各一个收发);按结构可分为敞开式、防水式和高频式;根据使用环境,可分为空气、水声和固体换能器;

测量原理:

空气中的声速是已知的,并随温度而变化。温度与声速的关系为v=331.30.607c,超声波传播时间由模块获得,距离可以得知。高度H可由h=h=H-S得到。

由于之前做过超声波测量的课程设计,所以使用了分立元件搭建的电路,可以分为三部分:第一部分是超声波发射电路,利用555电路产生的40Hz方波,去RC NOT门产生4Hz方波,产生的波形如下(即模块的脉冲信号有多少秒)。第二部分是接收电路,放大接收信号,通过触发电路比较得到返回时间波形。第三部分是电源驱动电路。详细波形如图2所示

当时真的不太了解模电的内容,也不知道原厂的选择,所以大家都会用同样的电路来减少工作量。那时,被选为放大器的op37和op07应该是可用的,这应该分两个阶段放大。这个调试过程不详细,有点曲折,也是因为我们对模拟的东西不太了解。测的有1m多,但你只需要看你的波形,不需要精度,就完事了。当然,自己设计的模拟类肯定不如别人开发的模块,这是肯定的。可能当时只是为了完成这个任务。我选这个科目是因为我以前做过,比较熟悉。当然,以上不是一个完整的作品,只是一个简单的课程设计。介绍只是让大家先了解电路,直接使用模块与这些无关。

回到正题

超声波模块为KS103,测量范围大,可以选择多种测量范围和多种测量指令返回时间和距离。该模块包含一个温度传感器,可用于温度补偿。经过补偿,精度可以达到毫米级,系统稳定。使用起来也很方便。该模块由两个接口IIC和TTL串口组成,可通过硬件连接选择。

最简单的模式是串口模式,串口发送十六进制指令。串口中断时,需要判断高电位,接收数据后清除接收寄存器,否则容易造成接收错误。这是核心,简单但容易出错。当然建议先用USB—TTL连接器电脑,先用串口助手调试,找出数据类型,发指令,最后应用到单片机上。STM32串口传输还有一个小问题,我后来发现了,但不影响这项工作的功能,我在下一篇文章中会谈到。

显示屏是一个0.91英寸的有机发光二极管屏幕,有一个小的IIC接口和一条4英寸的线。

ESP8266模块用于wifi中传输数据,配置为路由器模式与MCU连接,通过WIFI向移动终端发送数据。也是先连上电脑。用串行助手调试AT指令。

我用stm32F103ZET6做单片机。其实一个小芯片就够了,比如48针的RCT6,双串口也行。但是串口是可以的,所以超声波模块要换成IIC。

备注:不同的物体对超声波的反射和吸收不同,可能会产生一定的误差。

作者:lokhin

面包板社区

成品:

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