畢業(yè)論文-動(dòng)液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在油井開(kāi)采過(guò)程中，需要對(duì)油井的溫度、壓力、動(dòng)液面等參數(shù)進(jìn)行不定期測(cè)量以監(jiān)控采油過(guò)程，其中動(dòng)液面是一個(gè)重要的參數(shù)。傳統(tǒng)的動(dòng)液面測(cè)量方法由人工操作、人工信號(hào)判讀。其數(shù)據(jù)計(jì)算整理工作繁瑣，誤差大、自動(dòng)化程度低、效率低。本文分析了傳統(tǒng)動(dòng)液面測(cè)量并與新型的動(dòng)液面測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，研究了動(dòng)液面測(cè)量的詳細(xì)步驟。并以STC89C52單片機(jī)為核

2、心設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距的硬件電路和軟件來(lái)模擬動(dòng)液面檢測(cè)系統(tǒng)。首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體方案，整個(gè)電路采用模塊化設(shè)計(jì)，包括控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示等模塊等，軟件由主程序、預(yù)置子程序、發(fā)射子程序、接收子程序、顯示子程序等組成。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了測(cè)距的功能。</p><p>　　關(guān)鍵字：動(dòng)液面；STC89C52；油井；測(cè)距</p><p><b>　　Abstract</b>

3、;</p><p>　　In the process of oil exploitation，the well needs irregular detection of temperature, pressure, working level and other parameters to monitor a production process．The working level is an important

4、 parameter．Traditional working level measurement by the manual operation and artificial signal interpretation. Data collation and calculation are complicated with big error, low degree of automation and low efficiency. T

5、his paper analyzes the traditional working level measurement compared to the new mea</p><p>　　Key words: Working level；STC89C52；Oil well；Distance measurement</p><p><b>　　目 錄</b></

6、p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的來(lái)源及意義1</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 研究?jī)?nèi)容3</p><p>　　第2章 動(dòng)液面測(cè)量基礎(chǔ)4</p><p>　　2.1 液位測(cè)量方法4

7、</p><p>　　2.2 數(shù)字儀表5</p><p>　　2.3 動(dòng)液面測(cè)量系統(tǒng)及研究?jī)?nèi)容6</p><p>　　2.4 超聲波測(cè)距模擬動(dòng)液面檢測(cè)系統(tǒng)8</p><p>　　2.5 本章小結(jié)9</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1 控制器模塊設(shè)計(jì)

8、10</p><p>　　3.2 顯示模塊設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.3 A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.4 報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5 系統(tǒng)總電路圖18</p><p>　　3.6 本章小結(jié)19</p><p>　　第4章 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件

9、設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1 STC89C52單片機(jī)調(diào)試及開(kāi)發(fā)工具20</p><p>　　4.2 主程序流程20</p><p>　　4.3 數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)程序21</p><p>　　4.4 中斷程序22</p><p>　　4.5 定時(shí)器初始化子程序22</p><p>

10、;　　4.6 A/D轉(zhuǎn)換程序23</p><p>　　4.7 本章小結(jié)23</p><p>　　第5章 系統(tǒng)調(diào)試24</p><p>　　5.1 安裝keil軟件24</p><p>　　5.2 程序調(diào)試29</p><p>　　5.3 調(diào)試成果33</p><p>　　5.4 本章

11、小結(jié)34</p><p><b>　　結(jié) 論35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　附 錄38</b></p><p>&

12、lt;b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1課題的來(lái)源及意義</p><p>　　油田在開(kāi)采初期，油井主要依靠原始的地層能量，利用原始地層壓力進(jìn)行自噴開(kāi)采。在開(kāi)采過(guò)程中，地層能量逐漸減低，油井必須依靠人工開(kāi)采的方式將原油從地層舉升至地面。在利用人工舉升方式進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，需要了解油井的參數(shù)，來(lái)分析判斷油井的工作情況，其中動(dòng)液面深度是一個(gè)非常重要的參數(shù)。

13、</p><p>　　油井動(dòng)液面一般采用根據(jù)聲波反射原理的回聲儀測(cè)量。以往使用的回聲儀都是將微音器得到的回聲波信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波之后打在紙帶上，然后進(jìn)行人工分析。這種方法會(huì)由于指針的靈敏性和外界的干擾造成分辨率低、不易辨識(shí)等問(wèn)題。隨著電子技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可以設(shè)計(jì)一定的電路，將微音器得到的回聲波信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波之后經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字化信號(hào)，記錄和存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上來(lái)進(jìn)行分析和解釋。對(duì)測(cè)量動(dòng)液面反射聲

14、波的數(shù)字化有著很多的優(yōu)點(diǎn)。第一，經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字化，信號(hào)的分辨率得到了提高，不再受到紙帶分辨率差的限制。第二，計(jì)算機(jī)可以利用回聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)、實(shí)時(shí)處理得到油井動(dòng)液面深度。第三，計(jì)算機(jī)可以經(jīng)過(guò)編程實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守操作，自動(dòng)對(duì)油井動(dòng)液面深度進(jìn)行測(cè)量，提高了安全性和工作效率。</p><p>　　油井動(dòng)液面深度從井口到數(shù)千米不等，油井的井身軌跡并不是嚴(yán)格地豎直，會(huì)出現(xiàn)彎曲，從而使聲波傳播過(guò)程中受到影響。隨生產(chǎn)的進(jìn)行，

15、油井壓力和溫度都會(huì)發(fā)生變化，井中的各種流體、固體隨著溫度和壓力的變化而有狀態(tài)和性質(zhì)的變化，因此油井的油套環(huán)空中的狀態(tài)是復(fù)雜的，復(fù)雜的情況容易使動(dòng)液面的測(cè)量出現(xiàn)一些干擾。除去油井的井身軌跡對(duì)動(dòng)液面測(cè)試的影響，油套環(huán)空中影響動(dòng)液面測(cè)量的因素可以分為兩類，一類是油套環(huán)空通道形狀變化的影響，如：死油帽子、稠油、泡沫油、結(jié)蠟、油管柱變徑和井身軌跡等因素的影響。另一類是噪音的影響，如：井下潛油電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、抽油桿運(yùn)動(dòng)造成機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲的影響等［1］

16、。</p><p>　　環(huán)空中出現(xiàn)的死油對(duì)聲波法動(dòng)液面測(cè)試影響嚴(yán)重。由于重力分異，在泵吸入口以上充滿了密度小的原油，當(dāng)環(huán)空中的動(dòng)液面較高時(shí)，動(dòng)液面距離產(chǎn)出油層位置較遠(yuǎn)，溫度降低，當(dāng)溫度降低到原油的凝固點(diǎn)以下時(shí)，原油會(huì)凝固，形成一個(gè)死油帽子，用聲波法測(cè)油井動(dòng)液面時(shí)，這個(gè)死油帽子會(huì)反射聲波，造成真實(shí)的動(dòng)液面無(wú)法辨識(shí)。</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)液位測(cè)量系統(tǒng)的生產(chǎn)采用引進(jìn)加仿制的方法來(lái)開(kāi)發(fā)。近

17、些年來(lái)，國(guó)內(nèi)有許多家公司和科研機(jī)構(gòu)陸續(xù)推出了自行研發(fā)的動(dòng)液面測(cè)量?jī)x器，其精度也日益提高。而進(jìn)口的動(dòng)液面測(cè)量系統(tǒng)功能齊全，精度也相對(duì)較高，但是其價(jià)格比較昂貴，而且維修起來(lái)也不是十分方便，對(duì)于小型用戶來(lái)說(shuō)并不是理想的選擇，國(guó)內(nèi)自行研究生產(chǎn)的液位測(cè)量系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)便宜，但精度相對(duì)不高，且功能單一。</p><p>　　現(xiàn)在的動(dòng)液面測(cè)量方式一般分為兩類，接觸式測(cè)量?jī)x表與非接觸式測(cè)量?jī)x表。接觸式測(cè)量?jī)x表由于其敏感元件與被測(cè)液

18、體直接接觸，而且多數(shù)存在傳動(dòng)部件，因此在使用過(guò)程中，或多或少的存在一些精度較低、維護(hù)開(kāi)銷大或使用壽命較短的弊病。而非接觸式測(cè)量?jī)x表其敏感元件不與被測(cè)液體直接接觸，而且一般不存在可動(dòng)部件，測(cè)量精度高且在使用過(guò)程中對(duì)維護(hù)的要求比較低，特別是可以適應(yīng)一些相對(duì)惡劣的環(huán)境的測(cè)量。因此非接觸式的動(dòng)液面測(cè)量系統(tǒng)是動(dòng)液面測(cè)量方面的必然發(fā)展趨勢(shì)［2］。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p&g

19、t;　　傳統(tǒng)的動(dòng)液面測(cè)量方法均是由人工操作發(fā)聲設(shè)備發(fā)射聲波，通過(guò)分析所得回波曲線，確定節(jié)箍波數(shù)目以及液面回波的位置，將其代入計(jì)算公式中得到動(dòng)液面值。顯然，這種測(cè)量方法是比較落后的，并且測(cè)量誤差大、效率低［3］。</p><p>　　如何能使螺桿泵穩(wěn)定工作？這是國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者正在研究的問(wèn)題，而動(dòng)液面的測(cè)量就是研究的一個(gè)重要方面，其目的就是要提高采油率。目前，在這方面也取得了一定的成果。</p><

20、;p>　　有幾家公司已經(jīng)做出了自己的產(chǎn)品，包括井崗山儀表廠、江漢石油管理儀表廠等。其中，井崗山儀表廠生產(chǎn)了 ZJY-1型液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀以及CJ型回聲儀。ZJY-1型液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀可用于抽油井環(huán)形空間液面和套壓，按一定的時(shí)間間隔程序進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，為抽油井進(jìn)行不穩(wěn)定試井提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其液面測(cè)深范圍為 10～2000m，該測(cè)量系統(tǒng)體積大，比較重。CJ型系列產(chǎn)品有：CJ-1型、CJ-2型、CJ-3型三種。CJ-1型與CJ-2型只是一處

21、儀表（井口裝置即聲響發(fā)生器）不同而已，CJ-1型配備聲彈擊發(fā)式，CJ-2型配備氣槍式；而CJ-3型的儀表小型化，儀表結(jié)構(gòu)與CJ-1型不同而原理相同。CJ-1型的最大測(cè)井深度為3000m，CJ-2型和CJ-3型的最大測(cè)井深度為2500m。此系列產(chǎn)品是以美國(guó)生產(chǎn)的D-6B2型回聲儀為樣機(jī)仿制而成，其結(jié)構(gòu)原理、功能及操作方法等與D-6B2型回聲儀相同。這類產(chǎn)品由記錄筆記錄節(jié)箍波及液面波，不能直接顯示液位值。江漢石油管理儀表廠推出 SH3型回聲

22、儀，其可測(cè)量深度為1500～2000m。該產(chǎn)品采用聲彈發(fā)生裝置，由記錄儀和井口裝置組成，通過(guò)記錄曲線上的節(jié)箍波數(shù)目計(jì)算液位深度，自動(dòng)化程</p><p>　　國(guó)外生產(chǎn)的動(dòng)液面測(cè)量系統(tǒng)與國(guó)內(nèi)相比，技術(shù)比較成熟，誤差小，但是價(jià)格偏高且不便于維修。</p><p><b>　　1.3 研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　?。?）動(dòng)液面測(cè)試系統(tǒng)總體方案

23、研究與設(shè)計(jì)。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)油田使用的動(dòng)液面測(cè)試系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)進(jìn)行分析，提出總體的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　?。?）動(dòng)液面測(cè)試系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。選擇型號(hào)為STC89C52的單片機(jī)為電路的核心，硬件電路包括電源電路、信號(hào)輸入和濾波電路、CPU、數(shù)碼管顯示模塊以及 TTL 轉(zhuǎn) RS232 電路等，主要實(shí)現(xiàn)聲波發(fā)射、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、界面顯示及遠(yuǎn)程通訊等功能。</p><p>　　（3）動(dòng)液面測(cè)

24、試系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)軟件整體框架，存儲(chǔ)油井測(cè)量數(shù)據(jù)。采用數(shù)碼管顯示結(jié)果，通過(guò)判定所得動(dòng)液面值的異常情況，選擇合理的工作制度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。按照設(shè)計(jì)思路完成程序的編寫(xiě)。</p><p>　?。?）通過(guò)采樣數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)據(jù)處理程序的可行性。</p><p>　　第2章 動(dòng)液面測(cè)量基礎(chǔ)</p><p>　　2.1 液位測(cè)量方法</p><p>　　液

25、位屬于物位中的一種，是指密封容器（池子）或開(kāi)口容器（池子）中液位的高低。液位測(cè)量就是通過(guò)檢測(cè)液面兩側(cè)物質(zhì)的特有性質(zhì)，或者是一些相同的物理參數(shù)（例如電阻、電容、電感、差壓以及聲速和光能等）在液面兩側(cè)所發(fā)生的變化，從而確定液位的方法。在現(xiàn)實(shí)生活中，測(cè)量液位是比較常見(jiàn)的。針對(duì)不同情況和用途，僅傳統(tǒng)的液位測(cè)量方法就有 20 多種。從大類上可將其歸為兩類，即連續(xù)測(cè)量和位式測(cè)量。在石油行業(yè)一般使用連續(xù)測(cè)量［5］。</p><p&

26、gt;　　2.1.1 動(dòng)液面測(cè)量方法</p><p>　　油田上用于動(dòng)液面測(cè)量的方法主要有浮筒法、壓力計(jì)探測(cè)法和回聲法三種。</p><p>　　浮筒法利用浮筒測(cè)量動(dòng)液面深度，因其受到自身重量和體積的限制，只適合在環(huán)空井和敞開(kāi)井中使用。浮筒法操作簡(jiǎn)單、方便，但在測(cè)量時(shí)井中的環(huán)形空間不能有壓力。壓力計(jì)測(cè)量法通過(guò)壓力數(shù)據(jù)計(jì)算動(dòng)液面值，在所有油井中都能夠使用，并且測(cè)量結(jié)果比浮筒法準(zhǔn)確。但這種測(cè)量

27、方法存在停點(diǎn)選擇的問(wèn)題，測(cè)量工期長(zhǎng)，操作比較麻煩且對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求很高?；芈暦y(cè)量液面操作簡(jiǎn)單、方便，成本較低，且不需要把測(cè)量?jī)x器放到油井中，適合抽油井在不停產(chǎn)的情況下進(jìn)行測(cè)量。因此，本課題選用回聲法測(cè)量動(dòng)液面深度［6］。</p><p><b>　　2.1.2 聲波</b></p><p>　　聲波在氣體介質(zhì)傳播過(guò)程中，遇到障礙物會(huì)發(fā)生反射，檢測(cè)出聲波在介質(zhì)

28、中的傳播速度，以及反射波從障礙物處到聲源處所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，便可計(jì)算出聲源和障礙物間的距離。這就是液位測(cè)量中回聲法的測(cè)量原理［7］。</p><p>　　按照不同頻率可將聲波分為次聲波（0~20Hz）、音頻信號(hào)（20~20KHz）、超聲波（20KHz~1GHz）、甚超聲波（1GHz~10THz）。</p><p>　　超聲波在傳播過(guò)程中衰減較小，遇障礙物時(shí)發(fā)生反射的信號(hào)較強(qiáng)，且發(fā)射和接收設(shè)備簡(jiǎn)

29、單，因而不斷應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如軍事、醫(yī)療、容器、儲(chǔ)油罐等。目前，超聲波技術(shù)發(fā)展迅速，超聲波不僅能夠?qū)崿F(xiàn)定點(diǎn)和連續(xù)液位測(cè)量,而且提供遙測(cè)或遙控所需信號(hào)很方便。但傳播介質(zhì)的物理性質(zhì)（濃度、溫度、壓力等）會(huì)影響超聲波的傳播速度。因此，如果是短距離測(cè)量（100 米以內(nèi)），可用超聲波信號(hào)源，但在這個(gè)測(cè)量范圍外便很難檢測(cè)到回波。油井動(dòng)液面值均大于超聲波的可測(cè)量距離，此外，油井井況非常復(fù)雜，故超聲波液位系統(tǒng)不適合油井動(dòng)液面的測(cè)量。</p>

30、<p>　　與一般的聲波、光波和無(wú)線電波等相比較，次聲波的傳播距離要遠(yuǎn)得多。例如，當(dāng)次聲波的頻率小于 1Hz時(shí)，其傳播距離可達(dá)到幾千至上萬(wàn)千米。次聲波的穿透力很強(qiáng)，不管是大氣、海水、土壤，還是堅(jiān)固的鋼筋水泥建筑物，都不能阻擋其通過(guò)?？梢?jiàn)，次聲波具有傳播遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)。次聲波的在介質(zhì)中的傳播速度與音頻信號(hào)相同，不同之處在于次聲波頻率較音頻信號(hào)低，只有極少一部分被介質(zhì)吸收，即便在復(fù)雜的油井井況中，次聲波的衰減也是較弱的?；?/p>

31、于以上的特點(diǎn)，次聲波適合用于油井動(dòng)液面測(cè)量［8］。</p><p><b>　　2.2 數(shù)字儀表</b></p><p>　　隨著電測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)測(cè)量設(shè)備和測(cè)量技術(shù)也提出了新要求，數(shù)字化測(cè)量就是近 20 多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。利用數(shù)字化技術(shù)不僅可以對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，而且可以通過(guò)接口技術(shù)與計(jì)算機(jī)配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，數(shù)字

32、測(cè)量?jī)x表的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。</p><p>　　數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的基本內(nèi)容是指連續(xù)的被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的量子化了的斷續(xù)量，即將模擬量自動(dòng)的轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，然后予以數(shù)字編碼，進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)、顯示、打?。从脙x器儀表以數(shù)字形式顯示和打印測(cè)量結(jié)果）。</p><p>　　各種物理量從理論上都存在著這種處理的可能性，但最方便、最直接、最容易實(shí)現(xiàn)的還是電量，即直流電壓和頻率，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。其它物理

33、量則可通過(guò)中間手段，如傳感技術(shù)、轉(zhuǎn)換技術(shù)將其轉(zhuǎn)換為直流電壓和頻率后再對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量。</p><p>　　相對(duì)于其它儀表，數(shù)字化測(cè)量?jī)x表具有測(cè)量精度高、速度快、讀數(shù)方便，并可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量和將測(cè)量結(jié)果以數(shù)碼形式進(jìn)行傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，利用GPIB或RS-232C等通用接口，數(shù)字化測(cè)量?jī)x表已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、程序化。</p><p>　　由于微處理器的普遍應(yīng)用，現(xiàn)代數(shù)字測(cè)量?jī)x表已經(jīng)

34、從技術(shù)和應(yīng)用上完成了它的普及階段，正向新的階段發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）向精密測(cè)量領(lǐng)域發(fā)展并實(shí)現(xiàn)程控操作。</p><p>　　裝有微處理器的測(cè)量裝置，具有高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，這是精密測(cè)量領(lǐng)域所期望的。同時(shí)，測(cè)量過(guò)程編排、功能和量程的選擇、測(cè)量結(jié)果的顯示均可通過(guò)鍵盤(pán)及LCD實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?。?）可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量。</

35、p><p>　　在測(cè)量過(guò)程中，它可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出被測(cè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的各個(gè)參數(shù)值，動(dòng)態(tài)測(cè)量在電測(cè)領(lǐng)域中正在高速發(fā)展。</p><p>　?。?）數(shù)字化測(cè)量技術(shù)與計(jì)算機(jī)配合可以構(gòu)成十分復(fù)雜的數(shù)字化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。</p><p>　　2.3 動(dòng)液面測(cè)量系統(tǒng)及研究?jī)?nèi)容</p><p>　　2.3.1 油井動(dòng)液面的測(cè)量系統(tǒng)</p><

36、;p>　　動(dòng)態(tài)液面測(cè)量系統(tǒng)主要由3個(gè)部分組成，分別是聲波發(fā)生裝置、聲波接收器和波形處理裝置等。圖2-1所示為油井動(dòng)液面測(cè)量示意圖。</p><p>　　圖 2-1 油井動(dòng)液面測(cè)量示意圖</p><p>　　由圖2-1可見(jiàn)，兩根管段間由油管節(jié)箍連接在一起，每根管段長(zhǎng)度一定且為已知，整根油管由上百根管段連接而成。測(cè)量時(shí)，控制聲波發(fā)聲裝置發(fā)射聲波，產(chǎn)生一個(gè)起始脈沖。聲波通過(guò)油管與套管間空氣

37、介質(zhì)向井下傳播，在傳播過(guò)程中，每遇到一個(gè)油管節(jié)箍就會(huì)反射一個(gè)回波，組成節(jié)箍波信號(hào)。由于兩個(gè)油管節(jié)箍間距基本相等，則所得的節(jié)箍波信號(hào)是一個(gè)周期信號(hào)，且每個(gè)周期范圍內(nèi)，節(jié)箍波信號(hào)的幅度最大且只有一個(gè)。當(dāng)聲波到達(dá)液面時(shí)，節(jié)箍波信號(hào)已經(jīng)衰減為很小，此時(shí)接收到的一個(gè)較強(qiáng)的回波就是液面回波信號(hào)。由于傳統(tǒng)的測(cè)量方法存在自動(dòng)化程度低、效率低及工作量大等缺點(diǎn)，現(xiàn)在動(dòng)液面測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是：采用微處理器（單片機(jī)）控制發(fā)聲裝置發(fā)射聲波，由傳聲器接收回波信號(hào)

38、，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)放大濾波、采樣、A/D轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理后直接的得到動(dòng)液面值，達(dá)到自動(dòng)測(cè)量油井動(dòng)液面值的目的［9］。</p><p>　　2.3.2 計(jì)算方法</p><p>　　動(dòng)液面測(cè)試的設(shè)備種類較多，常用的有聲彈型，氮?dú)庑途谶B接器，并配合相應(yīng)的綜合測(cè)試儀，單井的動(dòng)液面數(shù)據(jù)一般按旬或月度來(lái)測(cè)試獲取。動(dòng)液面的計(jì)算方法，常用的有.音標(biāo)比較法與節(jié)箍法。</p><p

39、><b>　　1.音標(biāo)比較法</b></p><p>　　在油管下部某一節(jié)箍上加裝一個(gè)音標(biāo)（一般遮住油套環(huán)空的 50%～70%），聲波遇到音標(biāo)產(chǎn)生反射脈沖，音標(biāo)的深度已知。深度 ，H 是井口至液面深度，是井口至音標(biāo)深度，是記錄曲線上聲波至音標(biāo)長(zhǎng)度，是記錄曲線上聲波至液面波長(zhǎng)度，各單位均是毫米。</p><p><b>　　2.節(jié)箍法</b>

40、</p><p>　　此方法的最大特點(diǎn)就是放大器分為高頻放大和低頻放大兩部分，高頻放大部分用來(lái)記錄有關(guān)節(jié)箍的反射波，低頻部分用來(lái)記錄動(dòng)液面的反射波，液面深度，H 是井口至液面深度，是井口第n根油管的累積長(zhǎng)度（施工資料查得），是記錄紙上聲波至n個(gè)油管接箍波長(zhǎng)度，記錄紙上聲波至液面波長(zhǎng)度，各單位均是毫米。</p><p>　　2.3.3 測(cè)量設(shè)備</p><p>　　人

41、們?cè)谠缧r(shí)期測(cè)試油井液面，全部采用聲彈型液面測(cè)試裝置，進(jìn)行液面測(cè)試工作?？紤]到采用聲彈型液面測(cè)試裝置有一定危險(xiǎn)性，開(kāi)始引進(jìn)氮?dú)庖好鏈y(cè)試裝置，動(dòng)液面測(cè)試工作逐步由聲彈型向氮?dú)庑娃D(zhuǎn)化。而隨著油田開(kāi)發(fā)工作的不斷廣泛深入，健康、安全、環(huán)保的理念被人們認(rèn)同和接受，越來(lái)越多的新技術(shù)，新設(shè)備也被引進(jìn)到油田工作當(dāng)中，針對(duì)在實(shí)際工作當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的，有的井套管氣比較豐富的情況，受到氮?dú)鉁y(cè)試設(shè)備的啟發(fā)，一種全新的液面測(cè)試發(fā)聲裝置也應(yīng)運(yùn)而生，并漸漸取代傳統(tǒng)的測(cè)量裝

42、置</p><p><b>　　1、聲彈發(fā)聲裝置</b></p><p>　　聲彈發(fā)聲裝置是使用最普遍，最廣泛，同時(shí)也是應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)的一種測(cè)試液面的發(fā)聲裝置，基本原理是槍擊擊發(fā)聲彈底火，使聲彈內(nèi)部的火藥短時(shí)間內(nèi)迅速反應(yīng)膨脹，產(chǎn)生液面測(cè)試所需聲波。</p><p>　　安全性來(lái)說(shuō)，聲彈型發(fā)聲裝置的聲彈屬軍控易爆物質(zhì)，在購(gòu)置、運(yùn)輸和儲(chǔ)存上手續(xù)繁瑣，

43、存在一定的安全隱患，對(duì)于一些套管氣體壓力高的油井，底火在激發(fā)時(shí)，易產(chǎn)生火花，引起安全事故，出于安全考慮，從2010年6月開(kāi)始已經(jīng)逐步停止使用。 </p><p>　　實(shí)用性來(lái)說(shuō)聲彈型發(fā)聲裝置在擊發(fā)瞬間產(chǎn)生的能量較大，聲波的頻譜分布廣，因沖破聲彈折痕，損失能量較大，且易產(chǎn)生雜波，故對(duì)測(cè)試的深度有一定的影響。</p><p><b>　　2、氮?dú)獍l(fā)聲裝置</b></

44、p><p>　　氮?dú)獍l(fā)聲裝置在發(fā)生原料上和聲彈不同，采用化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的惰性氣體氮?dú)?，基本原理是通過(guò)對(duì)拉環(huán)的控制，實(shí)現(xiàn)氣包內(nèi)較高壓力的氮?dú)庀蚓矁?nèi)的釋放，產(chǎn)生動(dòng)液面測(cè)量所需要的聲波。</p><p>　　安全性來(lái)說(shuō)，氮?dú)庑桶l(fā)生裝置采用的氮?dú)?，在放氣發(fā)聲的瞬間，無(wú)火星產(chǎn)生，提高了安全性。</p><p>　　實(shí)用性來(lái)說(shuō)，氮?dú)庑桶l(fā)聲裝置依靠壓縮包內(nèi)的氮?dú)庾鳛榘l(fā)生源，與聲彈

45、的頻譜范圍相似。釋放能量較大，能在一些較深井，含氣量太大、太小井，斜井等復(fù)雜井況中使用，液面效果測(cè)試良好，能滿足油田各種井況的測(cè)試需要。</p><p>　　新型動(dòng)液面測(cè)試發(fā)聲裝置</p><p>　　新型井口發(fā)生器的想法源于氮?dú)鉁y(cè)試設(shè)備，摒棄了向氣包里充高壓氮?dú)庾鳛榘l(fā)聲源的方式，針對(duì)三疊系油藏伴生氣豐富的特點(diǎn)，采用一定壓力的套管氣作為發(fā)聲能量源，在保證密封性的同時(shí)，通過(guò)對(duì)放氣閥的控制實(shí)現(xiàn)

46、氣體的釋放，產(chǎn)生液面測(cè)試所需要的聲波。產(chǎn)生的聲波頻率較為集中，低頻范圍能量充足，液面發(fā)射波清晰可辨，高頻范圍段聲波的能量相對(duì)較小，油管節(jié)箍也能滿足一般計(jì)算軟件的計(jì)算要求。</p><p>　　安全性來(lái)說(shuō)，由于采用憋有壓力的套管氣作為發(fā)聲源，無(wú)需其他附加加壓設(shè)備，體積小，重量輕，不存在運(yùn)輸、使用和儲(chǔ)存上的安全隱患，排氣的通道適當(dāng)修改，避免操作時(shí)產(chǎn)生的意外傷害，安全性大大高于聲彈和氮?dú)鉁y(cè)井。</p>&

47、lt;p>　　實(shí)用性來(lái)說(shuō)，用套管氣為能量源，因各個(gè)井的實(shí)際情況不同，所積累的能量也不同，但是其將有效的能量是放在了對(duì)液面和節(jié)箍反射波上，且含有的干擾雜波小。準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好、基本滿足目前油田現(xiàn)有井況測(cè)試要求［10］。</p><p>　　2.4 超聲波測(cè)距模擬動(dòng)液面檢測(cè)系統(tǒng)</p><p>　　下圖是超聲波的測(cè)距原理：</p><p>　　圖2-3聲波測(cè)距原

48、理</p><p>　　本文用超聲波測(cè)距模擬動(dòng)液面檢測(cè)系統(tǒng)，下面是該檢測(cè)系統(tǒng)框圖：</p><p>　　圖2-2 聲波測(cè)距儀原理框圖</p><p>　　本系統(tǒng)采用單片機(jī)來(lái)控制的聲波測(cè)距儀，先由單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)40KHZ信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)線，把信號(hào)引入到與聲波發(fā)射器相連的信號(hào)引腳上，經(jīng)放大后再由聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，聲波在空氣中傳播，途中

49、碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器將接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)放大器放大，用鎖相環(huán)電路進(jìn)行檢波處理后，啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序，測(cè)得時(shí)間為t。聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：S=Pvt/2</p><p><b>　　2.5 本章小結(jié) </b></p><p>　　簡(jiǎn)單介紹了動(dòng)液面的測(cè)量方法。油田上用于動(dòng)

50、液面測(cè)量的方法主要有浮筒法、壓力計(jì)探測(cè)法和回聲法。然后介紹了聲波的分類及其在動(dòng)液面檢測(cè)系統(tǒng)中的使用，還有數(shù)字儀表的發(fā)展和應(yīng)用。最后重點(diǎn)介紹了動(dòng)液面測(cè)量系統(tǒng)及研究?jī)?nèi)容并繪制出檢測(cè)系統(tǒng)框圖。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 控制器模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　在動(dòng)液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)是其核心部件。單片機(jī)一方面要接收來(lái)自傳感器

51、送來(lái)的感應(yīng)信號(hào)和故障檢測(cè)信號(hào)，另一方面要對(duì)不同信號(hào)分別進(jìn)行處理，控制后續(xù)電路的相應(yīng)工作。如今市面上比較普遍的單片機(jī)主要是89C52系列。89C52單片機(jī)應(yīng)用普遍，工具多，易上手，片源廣，價(jià)格低，編程靈活，控制簡(jiǎn)單，很適合我們所要制作的動(dòng)液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［11］。</p><p>　　3.1.1 單片機(jī)概述</p><p>　　單片機(jī)誕生于加世紀(jì)70年代，像Fairchild公司研制的F8單片

52、微型計(jì)算機(jī)。所謂單片機(jī)是利用大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理單元（Center Processing Unit，也即常稱的CPU）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），程序存儲(chǔ)器（ROM）及其他I/O通信口集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而現(xiàn)代的單片機(jī)則加上了中斷單元，定時(shí)單元及A/D轉(zhuǎn)換等更復(fù)雜、更完善的電路，使得單片機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，應(yīng)用更廣泛。</p><p>　　20世紀(jì)70年代，微電子技術(shù)正處于發(fā)展階段，集

53、成電路屬于中規(guī)模發(fā)展時(shí)期，各種新材料新工藝尚未成熟，單片機(jī)仍處在初級(jí)的發(fā)展階段，元件集成規(guī)模還比較小，功能比較簡(jiǎn)單，一般均把CPU、RAM有的還包括了一些簡(jiǎn)單的I/O口集成到芯片上，像Fairchild公司就屬于這一類型，它還需配上外圍的其他處理電路方才構(gòu)成完整的計(jì)算系統(tǒng)。類似的單片機(jī)還有Zilog公司的Z80微處理器［12］。</p><p>　　1982年以后，16位單片機(jī)問(wèn)世，代表產(chǎn)品是創(chuàng)INTEL公司的S

54、TC-96系列，16位單片機(jī)比起8位機(jī)，數(shù)據(jù)寬度增加了一倍，實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng)，主頻更高，集成度達(dá)到了12萬(wàn)只晶體管，RAM增加到了232字節(jié)，ROM則達(dá)到了8KB，并且有8個(gè)中斷源，同時(shí)配置了多路的A/D轉(zhuǎn)換通道，高速的I/O處理單元，適用于更復(fù)雜的控制系統(tǒng)。</p><p>　　九十年代以后，單片機(jī)獲得了飛速的發(fā)展，世界各大半導(dǎo)體公司相繼開(kāi)發(fā)了功能更為強(qiáng)大的單片機(jī)。美國(guó)Microchip公司發(fā)布了一種完全不兼容

55、STC-51的新一代PIC系列單片機(jī)，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，特別它的產(chǎn)品只有33條精簡(jiǎn)指令集吸引了不少用戶，使人們從INTEL的111條復(fù)雜指令集中走出來(lái)。PIC單片機(jī)獲得了快速的發(fā)展，在業(yè)界中占有一席之地。</p><p>　　1990年美國(guó)INTEL公司推出了80960超級(jí)32位單片機(jī)引起了計(jì)算機(jī)界的轟動(dòng)，產(chǎn)品相繼投放市場(chǎng)，成為單片機(jī)發(fā)展史上又一個(gè)重要的里程碑。</p><p>　　此

56、期間，單片機(jī)園地里，單片機(jī)品種異彩紛呈，爭(zhēng)奇斗艷。有8位、16位甚至32位機(jī)，但8位單片機(jī)仍以它的價(jià)格低廉、品種齊全、應(yīng)用軟件豐富、支持環(huán)境充分、開(kāi)發(fā)方便等特點(diǎn)而占著主導(dǎo)地位。而INTEL公司憑著他們雄厚的技術(shù)，性能優(yōu)秀的機(jī)型和良好的基礎(chǔ)，目前仍是單片機(jī)的主流產(chǎn)品。只不過(guò)是九十年代中期，INTEL公司忙著開(kāi)發(fā)他們個(gè)人電腦微處理器，已沒(méi)有足夠的精力繼續(xù)發(fā)展自己創(chuàng)導(dǎo)的單片機(jī)技術(shù)，而由PHILIPS等公司繼續(xù)發(fā)展C5l系列單片機(jī)。單片機(jī)是一種

57、集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力（如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微處理器（CPU），隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），只讀程序存儲(chǔ)器（ROM），輸入輸出電路（I/O），可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口（SCI），顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD或LED驅(qū)動(dòng)電路），脈寬調(diào)制電路（PWM），模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程

58、序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。</p><p>　　由此來(lái)看，單片機(jī)有著微處理器所不具備的功能，它可單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。</p><p>　　單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制統(tǒng)，可以軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機(jī)控制范疇無(wú)所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過(guò)程控制和專用控制裝置等等，單片機(jī)的應(yīng)

59、用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛［13］。</p><p>　　單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。</p><p>　　誠(chéng)然，單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是

60、它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想。是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑。</p><p>　　3.1.2 STC89C52單片機(jī)</p><p>　　在動(dòng)液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)是其核心部件。它一方面要接收來(lái)自傳感器送來(lái)的模擬信號(hào)，另一方面要對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，以控制后續(xù)電路進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作；與此同時(shí)查詢是否有鍵按下的請(qǐng)求。在單片機(jī)完成這些工作的過(guò)程中，尤其是信號(hào)處理中，計(jì)算后送

61、入顯示的軟件實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，要求單片機(jī)具備較快的運(yùn)算速度，使檢測(cè)人員能夠較準(zhǔn)確地觀測(cè)到液位數(shù)據(jù)，并根據(jù)情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。并且也要考慮選擇低價(jià)實(shí)用的機(jī)型，并為研制同一系列的低功耗產(chǎn)品做準(zhǔn)備。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計(jì)選用ATMEL公司的STC89C52單片機(jī)作為控制器。</p><p>　　STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度

62、非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用［14］。</p><p>　　圖3-1 STC89C52引腳圖</p><p>　　STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256

63、字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止［15］。</p><p>

64、;<b>　　3.1.3復(fù)位電路</b></p><p>　　VCC上電時(shí)，電容充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；幾個(gè)毫秒后，電容電壓充滿，10K電阻上電流降為0，電壓也為0，使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。工作期間，按下S22，電容放電。S松手，電容又充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。幾個(gè)毫秒后，單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。</p><p>　　圖3-2手自

65、一體復(fù)位電路</p><p>　　復(fù)位電路的目的就是在上電的瞬間提供一個(gè)與正常工作狀態(tài)下相反的電平。一般利用電容電壓不能突變的原理，將電容與電阻串聯(lián)，上電時(shí)刻，電容沒(méi)有充電，兩端電壓為零，此時(shí)，提供復(fù)位脈沖，電源不斷的給電容充電，直至電容兩端電壓為電源電壓，電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。此設(shè)計(jì)中所采用的為手自一體復(fù)位電路。</p><p><b>　　3.1.4晶振電路</b>

66、;</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，用于構(gòu)成振蕩器，通常在引腳XTAL1和XTAL2跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，可以根據(jù)情況選擇6M，12M,24M等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇30PF左右的瓷片電容。</p><p>　　本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的晶振電路為一個(gè)11.0592MHZ的晶振和兩個(gè)30PF的電容組成。作用是給單片機(jī)輸入時(shí)鐘信號(hào)。</p>

67、<p><b>　　圖3-3 晶振電路</b></p><p>　　3.1.5上電指示電路</p><p>　　外部分電源上電后，發(fā)光二極管D13被點(diǎn)亮，以指示控制系統(tǒng)外部供電正常。</p><p>　　圖3-4上電指示電路</p><p>　　3.2 顯示模塊設(shè)計(jì)</p><p>

68、　　動(dòng)液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)距離的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，故需要顯示模塊來(lái)顯示距離的大小。采用LED數(shù)碼管顯示模塊可以實(shí)時(shí)清楚的顯示距離變量。</p><p>　　3.2.1 LED數(shù)碼管介紹</p><p>　　LED數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來(lái)表示。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們眼睛看

69、到的字樣了。如：顯示一個(gè)“2”字，那么應(yīng)當(dāng)是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED數(shù)碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫(huà)常用一個(gè)發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過(guò)30mA。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。常用LE

70、D數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。 </p><p>　　圖3-5 這是一個(gè)7段兩位帶小數(shù)點(diǎn) 10引腳的LED數(shù)碼管</p><p><b>　　圖3-6 引腳定義</b></p><p>　　每一筆劃都是對(duì)應(yīng)一個(gè)字母表示，DP是小數(shù)點(diǎn)。</p><p>　　3.2

71、.2 LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方法</p><p>　　LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。 </p><p>　　A、靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： </p><p>　　靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的I/O口行驅(qū)動(dòng)，或者使用如B

72、CD碼十進(jìn)位器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8=40根I/O口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè)89C51單片機(jī)可用的I/O口才32個(gè)呢。故實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬體電路的復(fù)雜性。 </p><p>　　B、動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： </p><p>　　數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，

73、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位元就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 </p>

74、<p>　　透過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)LED數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位元數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。</p><p>　　圖3

75、-7 數(shù)碼管溫度顯示</p><p>　　圖3-8 74HC753鎖存器</p><p>　　3.3 A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　經(jīng)超聲波傳感器所檢測(cè)的電壓信號(hào)為模擬信號(hào)，無(wú)法直接被單片機(jī)所識(shí)別，所以在經(jīng)過(guò)放大電路后對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D裝換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)。</p><p>　　ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換

76、芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。</p><p>　　圖3-9 A/D轉(zhuǎn)換電路</p><p&

77、gt;　　圖3-10 ADC0832芯片</p><p><b>　　芯片接口說(shuō)明： </b></p><p>　　· CS_ 片選使能，低電平芯片使能。 </p><p>　　· CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用。 </p><p>　　· CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+

78、/-使用。 </p><p>　　· GND 芯片參考0 電位（地）。 </p><p>　　· DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 </p><p>　　· DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 </p><p>　　· CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 </p><p>　　·

79、 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。</p><p>　　3.4 報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用蜂鳴器作為報(bào)警裝置。通過(guò)判斷所接收到的數(shù)據(jù)來(lái)確定是否報(bào)警，所接受到的數(shù)據(jù)主要來(lái)自超聲波傳感器和數(shù)碼管。 </p><p>　　蜂鳴器的正極性的一端聯(lián)接到VCC電源上面，另一端聯(lián)接到三極管的發(fā)射集，三極管的基級(jí)由單片機(jī)的P2.3管腳來(lái)控制，當(dāng)

80、單片機(jī)接收到超額信號(hào)時(shí)，即P2.3引腳輸出低電平，三極管Q1導(dǎo)通，致使蜂鳴器BELL得電工作，發(fā)出報(bào)警聲。</p><p>　　圖3-11 蜂鳴器電路</p><p>　　3.5 系統(tǒng)總電路圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)用到了單片機(jī)、復(fù)位電路、晶振電路、上電指示電路、LED數(shù)碼管顯示模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊以及報(bào)警電路模塊。單片機(jī)是整個(gè)電路的核心，它實(shí)現(xiàn)的是對(duì)整個(gè)電路的智

81、能控制。復(fù)位電路的作用是保證電路安全工作，它可以使電路回到最初狀態(tài)總重新運(yùn)行。晶振電路的作用是為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)工作的最小時(shí)間計(jì)量單位就是由晶振決定的。上電指示電路是指示電路通電的標(biāo)志。顯示模塊是重要的人機(jī)交互界面，它的作用是把所得的信息準(zhǔn)確的表示出來(lái)。AD轉(zhuǎn)換模塊是數(shù)據(jù)采集的重要部分，它的作用是把測(cè)得的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量以便單片機(jī)進(jìn)行后續(xù)操作。報(bào)警電路的作用是指示電路是否運(yùn)行超時(shí)?？傠娐穲D如下：</p><

82、;p>　　圖3-12 總電路圖</p><p><b>　　3.6 本章小結(jié) </b></p><p>　　首先簡(jiǎn)單介紹了系統(tǒng)工作原理。對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別是控制器模塊設(shè)計(jì)，顯示模塊設(shè)計(jì)，A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)，報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)。</p><p>　　第4章 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 ST

83、C89C52單片機(jī)調(diào)試及開(kāi)發(fā)工具</p><p>　　本系統(tǒng)的軟件編程使用的是美國(guó)Keil Software公司出品的Keil C51，是51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　STC89C52單片機(jī)下載程序使用的是ISP下載編程軟件。ISP工具的功能主要是將由PC機(jī)串接來(lái)的8位并行數(shù)據(jù)與單片機(jī)的串行數(shù)

84、據(jù)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與STC89C52的RXD及TXD口通訊。當(dāng)用戶將源程序(匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言)經(jīng)語(yǔ)法檢查無(wú)誤并生成代碼時(shí)，就可以將程序代碼下載到Flash芯片中，而用戶的系統(tǒng)可以是在線狀態(tài)。</p><p>　　用戶可以通過(guò)調(diào)試環(huán)境軟件的人機(jī)對(duì)話界面，檢查或修改Flash芯片內(nèi)的各種存儲(chǔ)器、寄存器的數(shù)據(jù)。并可以在程序中設(shè)置斷點(diǎn)，在STC89C52中，可以同時(shí)設(shè)置3個(gè)硬件斷點(diǎn)，它是經(jīng)過(guò)串口的傳輸，由芯片中

85、的幾組斷點(diǎn)條件寄存器實(shí)現(xiàn)的。</p><p><b>　　4.2 主程序流程</b></p><p>　　主程序首先初始化系統(tǒng)環(huán)境，設(shè)置定時(shí)器T0工作模式為16位的定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位EA并給顯示端口P0和P2清0。開(kāi)始調(diào)用發(fā)送程序，為了避免聲音從發(fā)射器直接傳輸?shù)浇邮掌?，它需要一個(gè)約1ms的延遲（因?yàn)檫@是可以測(cè)量最小距離），然后啟用外部中斷0接收返回信號(hào)。

86、由于使用12MHz晶體振蕩器，定時(shí)器增加1，間隔為1us，當(dāng)主程序檢測(cè)到的標(biāo)志是成功的，它根據(jù)定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)算的距離，其結(jié)果將被發(fā)送到LED進(jìn)行顯示。然后，只需重復(fù)此處理，若超過(guò)時(shí)間未收到回波信號(hào)，則啟動(dòng)蜂鳴器響起警報(bào)。</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖 </p><p>　　4.3 數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)程序</p><p>

87、　　當(dāng)多位數(shù)碼管應(yīng)用于某一系統(tǒng)時(shí)，它們的“位選”是可獨(dú)立控制的，而“段選”是連接在一起的，我們可以通過(guò)位選信號(hào)控制哪幾個(gè)數(shù)碼管亮，而在同一時(shí)刻，位選選通的所有的數(shù)碼管上顯示的數(shù)字始終都是一樣的，因?yàn)樗鼈兊亩芜x是連接在一起的，所以送入所有數(shù)碼管的段選信號(hào)都是相同的，那么它們顯示的數(shù)字必定一樣。</p><p>　　TX-1C實(shí)驗(yàn)板上使用的數(shù)碼管為共陰極，如圖2-8中，最上面一排是六個(gè)單位數(shù)碼管，可以看到所有數(shù)碼管的

88、陽(yáng)極，即標(biāo)有a,b,c,d,e,f,g,h的引腳全部連到一起，然后與下面的U1元件74HC573鎖存器的數(shù)據(jù)輸出端相連，鎖存器的數(shù)據(jù)輸入端連接單片機(jī)的P0口，P0口同時(shí)加了上拉電阻。數(shù)碼管中的WE1，WE2，WE3，WE4，WE5，WE6是它們的位選端，每一個(gè)數(shù)碼對(duì)應(yīng)一個(gè)位選端，與下面的U2元件74HC573的數(shù)據(jù)輸出端的低6位相連，U2的數(shù)據(jù)輸入端也連接到單片機(jī)的P0口。兩個(gè)鎖存器的鎖存端分別與單片機(jī)的P2.6和P2.7相連，用單片機(jī)

89、可以控制鎖存器的鎖存端，進(jìn)而控制鎖存器的數(shù)據(jù)輸出，這種分時(shí)控制的方法便可方便的控制任意數(shù)碼管顯示任意數(shù)字。</p><p><b>　　4.4 中斷程序</b></p><p>　　中斷服務(wù)程序是響應(yīng)單片機(jī)的中斷。在系統(tǒng)主程序中發(fā)射的40KHz脈沖信號(hào)遇到障礙物反射后經(jīng)接收檢測(cè)電路產(chǎn)生外中斷信號(hào)至單片機(jī)。在中斷服務(wù)程序中首先進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)再把進(jìn)入中斷服務(wù)程序處的計(jì)

90、數(shù)值讀出并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算得到相應(yīng)的距離值同時(shí)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制最后送到P0口顯示輸出。</p><p>　　圖4-2 外部中斷服務(wù)子程序框圖</p><p>　　4.5 定時(shí)器初始化子程序</p><p>　　定時(shí)器中斷子程序流程圖如圖4-2所示。由于51單片機(jī)是16位定時(shí)器的最大計(jì)時(shí)時(shí)間為65536us當(dāng)測(cè)量的距離很遠(yuǎn)的時(shí)候定時(shí)器就會(huì)發(fā)生溢出，所以必須對(duì)溢出中斷進(jìn)

91、行相應(yīng)的設(shè)置才能使得單片機(jī)正常工作。同時(shí)由于電路的測(cè)量距離有限最遠(yuǎn)為5米當(dāng)測(cè)量距離超4米時(shí)接收探頭就不能檢測(cè)回波即不能產(chǎn)出外部中斷更不可能關(guān)閉定時(shí)器。</p><p>　　4.6 A/D轉(zhuǎn)換程序</p><p>　　正常情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO

92、和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK和DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第2、3個(gè)脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2 位數(shù)據(jù)用于選

93、擇通道功能，當(dāng)此2 位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1 作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。到第3個(gè)脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/</p><p><b&g

94、t;　　4.7 本章小結(jié) </b></p><p>　　首先簡(jiǎn)單介紹了STC89C52單片機(jī)調(diào)試及開(kāi)發(fā)工具，即keil軟件。然后設(shè)計(jì)了各個(gè)子模塊程序流程圖，分別是主程序流程圖，數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)程序，延時(shí)程序，距離測(cè)量程序，中斷程序，定時(shí)器初始化子程序。在不斷設(shè)計(jì)中精確完成各個(gè)功能，最后實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的整合。</p><p><b>　　第5章 系統(tǒng)調(diào)試</b>

95、</p><p>　　5.1 安裝keil軟件</p><p>　　安裝成功后，首次啟動(dòng)界面如下圖：</p><p><b>　　圖5-1 啟動(dòng)界面</b></p><p>　　我們先新建一個(gè)工程文件，點(diǎn)擊“Project->New Project…”。</p><p>　　選擇工程文件要存

96、放的路徑，并且輸入工程文件名，這里我們用test2 作為工程文件名，這里就不用在后面加.c擴(kuò)展名。</p><p>　　圖5-2新建工程文件</p><p>　　點(diǎn)擊Save后彈出選擇CPU及型號(hào)的對(duì)話框。</p><p>　　由于本開(kāi)發(fā)板所配的單片機(jī)是STC公司的，而KEIL中并沒(méi)有STC公司的產(chǎn)品，不過(guò)STC公司的單片機(jī)和傳統(tǒng)的51單片機(jī)是兼容的，所以這里我們就

97、選擇Atmel公司的AT89C52。</p><p>　　圖5-3 選擇AT89C52</p><p>　　新建一個(gè)C51 文件，單擊左上角的New File 如下圖所示：</p><p>　　圖5-4 新建C51文件</p><p>　　保存新建的文件，單擊保存按鈕。</p><p>　　圖5-5 保存新建文件<

98、;/p><p>　　輸入文件名test2.c,這里必須以**.c 為文件名。</p><p><b>　　圖5-6 保存文件</b></p><p>　　保存好后我們還需要把文件加入到工程項(xiàng)目中，如下圖所示在Source Group1 上單擊右鍵，</p><p>　　選擇Add Files to ‘Group Source

99、 Group1’。</p><p>　　圖5-7 文件加入工程項(xiàng)目</p><p>　　然后選擇剛才建立的test2.c 文件，單擊Add。</p><p>　　圖5-8 選擇需要添加的文件</p><p>　　這時(shí)我們看左邊工程信息窗口中的Source Group1 下面多了test2.c 文件，這說(shuō)明添加文件成功了。</p>

100、<p>　　在編輯框內(nèi)輸入下列字符。</p><p><b>　　圖5-9 編寫(xiě)程序</b></p><p>　　接著我們編譯工程項(xiàng)目，如下圖點(diǎn)擊編譯。</p><p>　　圖5-10 編譯主程序</p><p>　　如果在下面的信息窗口中顯示0 Error(s),0 Warning(s).則說(shuō)明沒(méi)有錯(cuò)誤，已

101、經(jīng)成功編譯。</p><p>　　接下來(lái)我們生成.HEX 文件，如下圖點(diǎn)擊Option for Target。</p><p>　　圖5-11 生成HEX文件</p><p>　　在下圖我們單擊Output選中Create HEX File,再單擊OK。</p><p>　　再次點(diǎn)擊編譯按鈕就會(huì)在文件目錄下生成test2.hex 文件。到此為

102、止，我們使用KEIL編譯文件并生成能夠往單片機(jī)中燒寫(xiě)的HEX 文件了，下面我們使用STC-ISP 給單片機(jī)下載程序。</p><p><b>　　5.2 程序調(diào)試</b></p><p>　　首先要保證開(kāi)發(fā)板上插的是STC89C52RC 單片機(jī)，左上方的USB 數(shù)據(jù)電纜線一定要與計(jì)算機(jī)相連，它一方面實(shí)現(xiàn)USB 通信，更重要的是給整塊電路板提供電源。當(dāng)連好USB 線后，

103、按下左上方的開(kāi)關(guān)，會(huì)看到開(kāi)關(guān)右邊有個(gè)電源指示燈會(huì)亮。</p><p>　　左下方的九孔串口線與計(jì)算機(jī)串口相連，板上串口旁邊有個(gè)指示燈是亮的，但這并不能說(shuō)明你的計(jì)算機(jī)串口是好的或是串口線已經(jīng)成功連接，這個(gè)指示燈的作用主要是下載程序的時(shí)候閃爍,指示正在下程序中，或是單片機(jī)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行雙向串行通信的時(shí)候小燈會(huì)不停的閃爍，告訴用戶通信正在進(jìn)行。若為單向只發(fā)送數(shù)據(jù)或只接收數(shù)據(jù)，小燈不一定會(huì)亮。</p><

104、;p>　　打開(kāi)STC-ISP-V4.80(串口)文件夾，點(diǎn)擊STC_ISP_V480應(yīng)用程序。</p><p>　　圖5-12點(diǎn)擊STC_ISP_V480應(yīng)用程序</p><p>　　首次設(shè)置時(shí)只需注意芯片的選擇，在左上角下拉框中選擇STC89C52RC，COM欄就選擇COM6，總體設(shè)置如下圖：</p><p>　　圖5-13 對(duì)話框總體設(shè)置1</p&g

105、t;<p>　　點(diǎn)擊軟件界面上的“打開(kāi)程序文件”打開(kāi)對(duì)話框，將需要下載的XXX.hex 文件選擇，選擇好后點(diǎn)擊打開(kāi)。</p><p>　　圖5-14對(duì)話框總體設(shè)置2</p><p>　　圖5-15 選擇需要的hex文件</p><p>　　選擇好后，要先把開(kāi)發(fā)板上的電源關(guān)掉(因?yàn)镾TC 的單片機(jī)內(nèi)有引導(dǎo)碼，在上電的時(shí)候會(huì)與計(jì)算機(jī)自動(dòng)通訊，檢測(cè)是否要執(zhí)行

106、下載命令，所以要等點(diǎn)完下載命令后再給單片機(jī)上電)，然后點(diǎn)擊如下圖的Download/下載按鈕。</p><p>　　圖5-16點(diǎn)擊“Download/下載”按鈕</p><p>　　接著按下開(kāi)發(fā)板上電源給單片機(jī)上電。</p><p>　　圖5-17 下載成功</p><p>　　若出現(xiàn)上述圖片，則說(shuō)明已經(jīng)給單片機(jī)成功下載了程序，并且已經(jīng)加密。

107、</p><p><b>　　5.3 調(diào)試成果 </b></p><p>　　圖5-18 顯示距離2.4 m</p><p>　　圖5-19 距離超出范圍，蜂鳴器報(bào)警</p><p><b>　　5.4 本章小結(jié) </b></p><p>　　首先介紹了keil軟件的使用，并

108、利用keil軟件實(shí)現(xiàn)程序的輸入，并產(chǎn)生能夠被單片機(jī)識(shí)別的hex文件。然后利用STC-ISP-V4.80(串口)文件將hex文件下載到單片機(jī)。通過(guò)程序的編寫(xiě)和反復(fù)調(diào)試，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文分析研究了動(dòng)液面測(cè)量理論與方法，并設(shè)計(jì)了超聲波測(cè)距系統(tǒng)簡(jiǎn)易的模擬了動(dòng)液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本系統(tǒng)是以STC89C52

109、為核心，借助于模數(shù)電技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的結(jié)合，靈活的運(yùn)用超聲波換能集成電路作為超聲波的接收電路，完成了系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)碼管顯示等模塊的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，經(jīng)調(diào)試，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。</p><p>　　本設(shè)計(jì)可以測(cè)得4m以內(nèi)范圍的距離，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求和目的。但由于受聲波功率的限制，其測(cè)量的最大范圍受到了制約如需要增大其測(cè)量范圍，應(yīng)該可以用增大聲波功率的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。下一步待解決的問(wèn)題是將此簡(jiǎn)易系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為動(dòng)