第３５卷第１２期 宜春学院学报 Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｙｉｅｈｕｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．２０１３ ２０１３年１２月 基于单片机的液位检测系统设计 周 平 （江西渝州科技职业学院，江西新余３３８０００） 摘要：为便于对流体液位进行实时检测，设计了一种基于单片机的液位检测系统。系统采 用ＭＳＰ４３０单片机为系统控制单元，使用超声波传感器测量液位。介绍了超声波传感器原理，分 析了系统硬件结构，给出了系统控制流程图及上位监控界面。 关键词：液位；单片机；超声波传感器；检测 中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—３８０Ｘ（２０１３）１２—００６８—０３ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｌｅｖｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ＺＨＯＵ Ｐｉｎｇ （Ｊｉａｎｇｘｉ Ｙｕｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉｎｙｕ ３３８０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ＭＳＰ４３０ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ，ｕｌ— ｔｒａｓｏｎｉｅ ｓｅｎｓｏｒ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅｖｅ１．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｓｅｎｓｏｒｓ，ｔｈｅ ｐａ— ｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｒｄｗａｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒ ｓｃｒｅｅｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｌｅｖｅｌ；Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｓｅｎｓｏｒｓ；Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ 液位检测是流体过程控制中的一个关键因素， 号，经调理和转换电路送入ＭＳＰ４３０单片机。单片 随着嵌入式技术、智能传感技术和网络技术的发 展，设计基于单片机的控制系统，对液位数据自动 采集，通过将实时采集值与设定值比较，对液位远 程监控，可实现流体控制的智能化、网络化。 １硬件设计 机进行数据处理，通过液晶显示器显示出液位值， 将实际值与设定值相比较。通过单片机中预先编制 的ＰＩＤ算法程序计算出控制量，根据控制量控制流 体供应阀及电机，实现对液位的控制。单片机通过 液位检测系统包括超声波液位传感器、单片 机、Ａ／Ｄ转换电路、显示电路、报警电路、信号 调理电路等。系统硬件结构如图ｌ所示。 Ｍ 通信口和上位Ｐｃ机通信，将数据上传到ＰＣ机中， 便于对数据进行分析统计。 １．１ 超声波传感器及工作原理 系统采用超声波传感器对液位进行检测。利用 超声波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的 ４３０ 装置可称为超声波传感器。超声波探头以压电式最 为常用。 单臂 机 压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压 电陶瓷，这种传感器统称为压电式超声波探头。它 是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应 将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超声 图Ｉ系统硬件结构图 波，可作为发射探头；而正压电效应是将超声振动 波转换成电信号，可作为接收探头。超声波探头结 系统启动后通过超声波传感器采集流体液位信 收稿日期：２０１３—０９—２１ 作者简介：周平（１９７０一），男，山东文登人，副教授，工程师，硕士，主要从事电气自动化、机电技术应用实践和教 学研究，Ｅｍａｉｌ：２８６５１８１２７６＠ｑｑ．ｃｏｒｎ。 ・６８・
