基于单片机的液位测量系统设计

毕业论文 (设计基于单片机的超声波液位测控系统设计摘要本设计从现代化计算机控制技术入手,利用单片机的强大智能功能,通过完整的软件与硬件的结合,阐述了一种先进液位测量系统。

根据超声波传感器的特点,设计出一套适合实验室条件下的液位测量设备,主要通过单片机、超声波传感器测量锅炉液位。

本次设计选择的电器设备有单片机、超声波传感器, D/A转换器等, 设计硬件控制流程图、控制电路图以及软件中的主程序流程图。

通过系统模拟实验表明:该系统设计合理,自动化程度高,实验过程时间短,工作稳定可靠,基本满足了设计的相关要求。

关键词 :液位测量;单片机;超声波传感器ABSTRATThis design obtains from the modernization computer control technology, using monolithic integrated circuit's formidable intelligent function, through the complete software and hardware's union, elaborated one kind of advanced fluid position measurement system. According to ultrasonic sensor's characteristic, designs a set to suit under the laboratory condition the fluid position measurement equipment, mainly through monolithic integrated circuit, ultrasonic sensor survey boiler fluid position. This design choice's electric appliance equipment has the monolithic integrated circuit, the ultrasonic sensor, the D/A switch and so on, designs in the hardware control flow chart, the control circuit diagram as well as software's master routine flow chart. Indicated through the system simulation experiment: This system design is reasonable, the automaticity is high, the experiment process time is short, work stable reliable, has satisfied the design related request basically.Key words:Fluid position survey; Monolithic integrated circuit; Ultrasonic sensor目录引言 ....................................................................... 1 1 超声波测距原理 ............................................................ 2 1.1超声波 .................................................................. 2 1.2超声波传感器 ............................................................ 3 1.3超声波传感器的结构和发射原理 (4)1.4超声波传感器的选择 (4)2 超声波测量系统的硬件设计 .................................................. 4 2.1单片机的选用及简介 ...................................................... 5 2.2超声波液位检测电路 ...................................................... 6 2.3液位控制电路 ............................................................ 8 2.4键盘 (9)2.5显示电路 (9)3 系统软件设计 ............................................................. 11 3.1主程序流程图 (11)3.2超声波测距的相关程序 (12)4 系统调试与结论 ........................................................... 14 参考文献 ................................................................... 15 谢辞 (16)1引言1.1概述传统的液位控制绝大多数是人工控制,造成了人力资源的浪费,同时安全性可靠性都不高。

基于单片机的超声波液位测量系统本科生毕业设计（论文）摘要超声波液位测量是一种非接触式的测量方式,它是利用超声波在同种介质中传播速度相对恒定以及碰到障碍物能反射的原理研制而成的。

与其它方法相比(如电磁的或光学的方法),它不受光线、被测对象颜色的影响，对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。

因此，研究超声波在高精度测距系统中的应用具有重要的现实意义。

本设计基于单片机的超声波液位测量系统主要由硬件与软件两部分组成，硬件是基于AT89C51芯片为核心的超声波液位测量，采用AT89C51单片机进行控制及数据处理，给出了超声波发射和接收电路，通过盲区的消除以及环境温度的采样，提高了测距的精确度。

利用超声波传输中距离与时间的关系，设计出了能精确测量两点间距离的超声波液位检测系统。

此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时检测液位。

并有超声波处理模块CX20216A、CD4069组成的超声波发射电路、超声波接收电路、单片机复位电路、LED显示电路、报警电路等。

软件部分由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序组成。

各探头的信号经单片机综合分析处理。

最后通过实物的调试，各项参数及功能符合设计要求，能达到预期的目的。

关键词：单片机;超声波;温度控制;高精度测距I本科生毕业设计（论文）AbstractThe ultrasonic liquid level measurement is a non-contact measurement method, realized by the principle of ultrasonic wave in the same medium with relatively constant propagation velocity and being reflected when it approaches an obstacle. Compared with other methods (such as electromagnetic or optical method), it has a certain of adaptability when objects to be measured are under such harsh environment as darkness, dust, smoke,electromagnetic interference, toxicity, unaffected by the light or the colorof the object to be measured. Therefore, it bears important practical significance to conduct research on the application of ultrasonic wave in high precision ranging system.In this project, SCM-based ultrasonic liquid level measuring system is mainly composed of two components, namely the hardware and the software. The hardware is ultrasonic liquid level measurement based on AT89C51 chip as the core; it adopts AT89C51 single chip microcomputer for control and data processing, provides the ultrasonic transmitting and receiving circuit, and improves ranging accuracy through elimination of blind spot and sampling of ambient temperature,. By taking advantage of the relationship between distance and time in ultrasonic transmission, an ultrasonic liquid level detecting system which can accurately measure the distance between two points is designed. This system has these advantages like easy control, reliable operation, high measurement precision, and real-time detection of liquid level. And it has ultrasonic transmitting and receiving circuit, reset circuits of SCM, LED display circuit, alarm circuit composed of ultrasonic processing module CX20216A and CD4069. The software part consists of main program, preset subroutine, transmitting and receiving subroutine, and display subroutine. The probe signal is processed by SCM through comprehensive analysis.Finally through debugging of real objects, various parameters andfunctions can meet the project requirements to achieve the desired objective.Key words: single chip microcomputer (SCM); ultrasonic wave; temperature control; high precision rangingII本科生毕业设计（论文）目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 ....................................... 1 1.2 国内外发展的现状 ........................................... 3 1.3 液位计的类型 ............................................... 3 1.4 本文的主要工作 ............................................. 5 第2章系统的总体方案设计 (7)2.1 系统设计内容和功能 ......................................... 7 2.2 课题设计的任务和要求： ..................................... 7 2.3 系统方案选择 ............................................... 8 2.4 系统总体方案的设计 ......................................... 8 2.5 超声波和超声波传感器 ....................................... 9 2.6 超声波传感器的主要应用 .................................... 10 2.7 超声波传感器测距原理 ...................................... 10 2.8 超声波测距原理 ............................................ 12 2.9 超声波发生器选择 .......................................... 12 2.10 盲区处理 ................................................. 14 第3章各单元硬件电路设计 .. (16)3.1 单片机最小系统电路 ........................................ 16 3.2 温度补偿电路设计 .......................................... 18 3.3 超声波发射电路设计 ........................................ 19 3.4 超声波接收电路设计 ........................................ 20 3.5 显示电路设计 .............................................. 22 3.6 电源电路设计 .............................................. 22 3.7 LED显示系统设计 ........................................... 23 3.8 报警电路设计 .............................................. 24 第4章系统软件的设计 (26)4.1 超声波测距仪的算法设计 .................................... 26 4.2 主程序流程图 .............................................. 26 4.3 系统软件设计框图 .......................................... 29 4.4 单片机的C程序设计 ........................................ 31 4.5 系统的软硬件的调试 (32)III本科生毕业设计（论文）4.6 调试分析 (37)4.6.1 LED显示程序的调试 ................................... 37 4.6.2 温度测量程序的调试 . (38)第5章结论 ....................................................... 39 参考文献 .......................................................... 40 致谢 .............................................................. 42 附录Ⅰ ............................................................ 43 附录Ⅱ ............................................................ 52 附录Ⅲ (53)第1章IV本科生毕业设计（论文）第一章绪论 1.1 课题研究的背景及意义目前，液位测量技术已经广泛的运用在工业部门和日常检测部门中。

基于单片机实现液位和液体流速检测系统液位和液体流速检测是工业自动化领域中常见的应用之一，可以用于监测液体的水平和流速，以便实时监测和控制。

本文将介绍如何基于单片机实现液位和液体流速检测系统，包括硬件设计和软件实现。

一、硬件设计1.传感器选择液位检测可以使用多种传感器，常见的有浮球式液位传感器、电容式液位传感器和超声波液位传感器。

流速检测可以使用热式流量传感器或涡街流量传感器。

根据实际需求选择合适的传感器。

2.接口电路设计将传感器与单片机相连接，需要合理设计接口电路。

例如，使用模拟传感器时，需要使用AD转换器将模拟信号转换为数字信号；使用数字传感器时，可以直接将数字信号输入到单片机的IO口。

3.信号处理电路设计根据传感器的输出信号特点进行信号处理，例如滤波、放大、线性化等。

通过信号处理，可以优化传感器输出信号的精度和稳定性。

4.LED显示电路设计可以使用LED灯来显示液位和流速的信息。

设计合适的显示电路，根据单片机的输出信号控制LED灯的亮灭。

二、软件实现1.初始化设置通过单片机初始化IO口、串口和定时器等外设，并配置相关参数。

例如，在液位检测系统中，配置AD转换器的参考电压和采样率；在流速检测系统中，设置定时器的计数频率。

2.传感器采集数据通过适当的采样频率，使用单片机读取传感器的输出信号，并将其转换为数字量。

对于模拟信号，可以使用AD转换器；对于数字信号，可以直接读取IO口电平。

3.信号处理根据传感器的输出信号特点进行信号处理，例如滤波、放大和线性化。

通过合适的信号处理算法，可以提高传感器输出信号的精度和稳定性，并得到更准确的液位和流速信息。

4.数据显示将处理后的液位和流速数据通过串口或其他通信方式发送到外部设备进行显示。

可以使用LED灯来简单显示液位和流速的信息，也可以使用LCD液晶显示屏或其他更友好的显示设备显示更详细的信息。

5.控制功能根据实际需求，可以在系统中加入控制功能。

例如，根据液位或流速的变化控制阀门、水泵或其他设备的开关，实现对液体的自动控制。

基于单片机的水位监测系统的设计与实现一、引言水位监测在许多领域都具有重要的作用，如水利工程、环境监测、农田灌溉等。

传统的水位监测方法存在着人工操作困难、数据处理复杂等问题。

因此，设计一个基于单片机的水位监测系统以自动化地实现水位的监测和数据采集具有重要意义。

二、系统设计2.1 系统概述本水位监测系统通过使用单片机作为中心控制器，借助传感器实时采集水位信息，并通过显示屏进行实时展示。

2.2 硬件设计2.2.1 单片机选择根据任务要求，选择适合的单片机进行设计，常见的单片机有STM32系列、Arduino、Raspberry Pi等，本设计选择STM32作为中心控制器。

2.2.2 传感器选择根据实际需求，选择合适的水位传感器，常见的有浮子式水位传感器、压阻式水位传感器等。

本设计选择压阻式水位传感器。

2.3 软件设计2.3.1 程序流程编写相应的程序，实现水位数据的采集和处理，以及显示屏的控制与展示。

2.3.2 数据处理在采集到的水位数据基础上，进行数据处理，如滤波、校正等，提高数据稳定性和准确性。

三、系统实现3.1 硬件实现根据设计要求，搭建硬件电路，将单片机和水位传感器进行连接，确保各部件正常工作。

3.2 软件实现编写相应的程序，通过单片机的IO口进行数据采集和处理，实时展示水位信息。

四、系统测试与结果分析4.1 测试方法利用水箱进行模拟测试，逐步调整水位并记录数据，验证系统的功能和准确性。

4.2 测试结果分析测试结果，对比设定和测量值，检验系统的准确性和稳定性。

4.3 结果分析对测试结果进行分析，讨论系统的优缺点，并提出改进和优化方案。

五、总结与展望5.1 总结通过本次设计与实现，成功搭建了基于单片机的水位监测系统，实现了水位数据的自动采集和实时展示。

5.2 展望进一步完善系统功能，并结合互联网技术，实现远程监测和数据云端存储，为水位监测提供更便捷的解决方案。

六、参考文献1.《单片机技术与应用》，杨文胜，电子工业出版社，2018年。

基于单片机的超声波液位计的设计与实现基于单片机的超声波液位计的设计与实现一、引言液位测量在工业生产过程中具有重要意义，涉及到液体储存、运输、计量等多个方面。

而超声波液位计是一种常用的液位测量技术，通过发射超声波脉冲，测量声波从发射到接收的时间来计算液位的高度。

它具有测量范围广、精度高、无接触、易于安装和维护等优势，因此受到了广泛应用。

本文主要针对基于单片机的超声波液位计的设计与实现进行研究。

我们选择STM32F103单片机作为核心控制器，并采用SRF04型超声波传感器作为液位的测量器件。

二、系统设计1. 硬件设计该液位计系统的硬件设计主要包括单片机模块、超声波传感器模块、显示模块以及电源模块。

单片机模块：我们选择STM32F103单片机，它具有丰富的外设资源和高性能处理能力。

单片机通过GPIO口与超声波传感器模块进行通信，并通过USART口与显示模块进行数据传输。

超声波传感器模块：采用SRF04型超声波传感器，它具有稳定的测量特性和较高的测量精度。

超声波传感器的发射脚与单片机的GPIO口相连，接收脚与GPIO口相连。

显示模块：采用OLED显示屏，通过I2C总线与单片机进行通信。

显示模块可以实时显示液位的数值。

电源模块：采用稳压电路，将输入的直流电源转换为单片机和其他模块所需的适宜电压。

2. 软件设计软件设计主要分为单片机程序设计和上位机程序设计两部分。

单片机程序设计：通过配置单片机的GPIO口和USART口，实现与超声波传感器和显示模块的通信。

通过发射超声波脉冲并接收返回的信号，计算液位的高度，并将结果通过USART口发送给上位机。

上位机程序设计：上位机程序运行在计算机上，通过串口与单片机进行通信。

接收到单片机发送的液位数据后，将数据显示在界面上，同时可以对液位计进行校准和参数设置。

三、系统实现1. 硬件实现按照设计要求，搭建液位计的硬件系统。

首先将STM32F103单片机与超声波传感器、显示模块及电源模块连接，确保各模块之间正常通信。

两个基于单片机的液位控制系统设计介绍基于单片机的液位控制系统设计一集成芯片LM1042是用于检测液位的专用的集成电路，内部集成了所有控制热阻探针、检测热阻探针的短路和开路所需的监控电路，具有很强的功能。

LM1042使用热阻探针技术来测量非可燃性液体液面高度，能提供一正比于液位高度的输出，可进行单次或重复测量，所有控制热阻探针、检测热阻探针的短路和开路所需的监控电路都集成在LM1042芯片内部。

此外该芯片可采用线性输入或其它传感器信号作为输入信号。

LM1042液位检测器可以选择热阻或线性信号作为输入，具有集成有热阻探针的控制电路，LM1042液位检测器在复位时切换，延时功能可避免瞬态信号的影响，另外LM1042液位检测器具有探针短路、集成芯片LM1042是用于检测液位的专用的集成电路，内部集成了所有控制热阻探针、检测热阻探针的短路和开路所需的监控电路，具有很强的功能。

LM1042内部电路框图LM1042使用热阻探针技术来测量非可燃性液体液面高度，能提供一正比于液位高度的输出，可进行单次或重复测量，所有控制热阻探针、检测热阻探针的短路和开路所需的监控电路都集成在LM1042芯片内部。

此外该芯片可采用线性输入或其它传感器信号作为输入信号。

LM1042液位检测器可以选择热阻或线性信号作为输入，具有集成有热阻探针的控制电路，LM1042液位检测器在复位时切换，延时功能可避免瞬态信号的影响，另外LM1042液位检测器具有探针短路、开路检测功能。

总体方案简介测量部分：液位传感器采用LM1042液位检测器，并在端口接ADC0809的一个模拟量通道。

ADC0809和并行口扩展芯片8155直接相连，ADC0809的A、B、C均接地来选择第一路模拟通道。

键盘部分：鉴于键盘并不常用，所以上下限的输入采用中断方式。

一个接中断口1，另一个接至定时计数器0，把定时计数器0扩展为外部中断口。

显示部分：该部分由液晶显示器1602实现液位的显示，液晶显示器上显示液位的值。

第一章绪论1.1 课题背景随着计算机技术、测量技术和控制技术的高速发展，越来越多的先进测量控制设备、技术和方法在自动测量控制领域中得到了广泛的应用。

单片机以其自身的特点，已广泛应用于智能仪表、工业控制、家用电器、电子玩具等各个领域。

本课题适应了这种发展趋势，将单片机应用于液位自动控制系统中，并能实现自动报警、自动控制。

液位的测量广泛应用于太阳能热水器，工业锅炉控制，农用机水箱等。

液位控制对工农业生产、医疗监护等都有着重要的意义。

液位控制系统是以液位为被控参数的控制系统，在工业生产的各个领域都有广泛应用。

在工业生产中，有许多需要对容器内的介质进行液位控制的地方，使其高精度的保持在给定的数值。

液位控制一般指对某一液位进行调节控制，使其达到所要要求的精度。

液体的液位控制是近年来新开发的一项新的技术，它是自动控制、微型计算机软件、硬件等几项技术紧密结合的产物，工业作业采用的是微机控制和原有的仪表控制，微机控制的优势有很多，如：（1）集中而直接的显示各运行参数和液位状态。

（2）具有水体控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面，操作人员在监控计算机上能够依据控制效果及时修正运行参数，能够有效减少人的疲劳与失误，从而提高生产过程的安全性与实时性。

（3）在运行中可以随时方便的修改各种各样的运行参数的控制值，并可以修改系统控制参数，方便的改变液位上、下限。

本设计以水塔供水为模型，鉴于单片机液位控制装置的重复性好、功耗低、测量准确、使用寿命长等特点，设计以单片机为基础的液位控制系统，具有实时液位测量监控数据处理等功能。

1.2 单片机简介单片微型机简称单片机，是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路的技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU（Central Processing Unit）、只读存储器ROM（Read Only Memory）、随机存储器RAM（Random Access Memory）、中断系统和多种I/O口、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

论文题目：基于单片机的液位测量监控系统专业：电子信息工程学生：签名：指导老师：签名：摘要液位测量广泛应用于工业、经济、生活等领域。

基于单片机的液位测量装置具有测量准确、重复性好、功耗低、使用寿命长的特点，是广泛采用的技术。

在深入学习科学发展观的同时，电子设备的设计也需融入可持续发展的设计理念。

故此，在基于单片机的液位测量装置基础上，扩展实时监控、数据采集、计算机串行通信等功能，从而能够通过科学的方法将液位测量与统计科学结合，合理调度水资源，降低能源消耗。

本文从系统方案选择与论证，硬件电路设计，系统软件与上位机软件设计等几个方面介绍了基于单片机的液位测量监控系统的设计过程，最终实现了液位的实时测量与监控，并能够对特殊的监控点进行时间信息及电机状态信息的记录，同时能够控制电机的启动、停止。

最后，本文总结了设计过程中出现的问题及解决方法，简要叙述了液位检测监控数据的处理方法，引出了进一步设计开发的思路。

【关键字】单片机；液位测量；实时监控；串口通信【论文类型】应用型Title：The Liquid Level Measurement and Real Time System Base On MCS Major: Electronics and Information EngineeringName：Han Yue Signature：Supervisor：Li Wenfeng Signature：ABSTRACTThe liquid level measurement is widely used in industrial, economic, life and so on. The liquid level measurement device base on MCS as a technical is also widely used because of many characteristics such as high measurement accuracy, good repeatability, low powe r consumption and long useful time. When we study Scientific Outlook on Development thoroughly, the design of electronic aid should include the thought of sustainable development. So, beyond the liquid level measurement device base on MCS, expand the functions of real-time monitoring, data acquisition, serial communication. Through the new functions, the scientific method of the liquid level measurement could be combined with Statistical Science, be used to manage the water resources reasonable, reduce energy consumption.This thesis introduces the design process of the liquid level measurement and real time system by several parts as system schema, the design of hardware circuit, the software of host computer and system software. Summarize several problems in the design process and propose the solution to the problems. Describe the way of processing the liquid level measurement data. To put forward the train of thought.【Key words】MCS ;Liquid Level Measurement; Real-time monitoring;Serial Communication【Type of Thesis】Application Type前言上世纪40年代，电子计算机的诞生，标志着人类电子技术进入了一个新的阶段，无论是阿塔纳索夫-贝瑞计算机（Atanasoff-Berry Computer）还是埃尼阿克（ENIAC）计算机，它们庞大的体积，惊人的功耗以及“缓慢”的运算速度给我们留下了深刻的印象。

基于单片机的水箱液位检测系统
水箱液位检测系统是指利用传感器对水箱内液位进行实时监测，以便于及时掌握水箱内水位情况，有针对性地进行水位控制，避免
水箱出现溢水或缺水现象。

基于单片机的水箱液位检测系统包括传感器模块、单片机模块
和显示模块三个部分。

其中，传感器模块负责监测水箱内液位，将
液位信号传输给单片机模块；单片机模块通过对传感器信号的处理，来计算水位高度，并进行液位状态的判断和控制；显示模块则用来
显示水位状态和控制结果。

具体实现流程如下：
1. 选择适合的液位传感器，将其与单片机相连，采集液位数据，并将其转换成数字信号，传输给单片机模块处理。

2. 单片机模块对传感器传输的液位信号进行处理，计算液位高度，并判断液位状态是否处于正常范围内。

3. 若液位高度低于最低水位，单片机模块将自动打开水泵进行
加水，当液位高度高于最高水位时，单片机模块将自动关闭水泵进
行停泵。

4. 同时，单片机模块还可以将液位状态信息传输给显示模块，
并在液晶屏上显示当前水位高度和水位状态。

5. 最后，为了实现对液位状态的长期监测和数据存储，还可以
添加SD卡模块，将液位数据保存在SD卡中，以供后续分析和处理。

基于单片机的液位测量监控系统A Liquid Level Measurement and Control System Based on Single Chip Microcomputer卢建军,孙佳(洛阳师范学院物理与电子信息学院,河南洛阳471934)Lu Jian-jun,Sun Jia(Luoyang Normal University,College of Physical&ElectronicInformation,Henan Luoyang471934)摘要：水箱在工、农业生产中得到了广泛地应用，监测和控制水箱的水位是必不可少的。

该文基于单片机对水箱液位测量监控系统进行设计，该系统能使水箱水位保持在一定的位置以满足人们的需求。

该系统包括检测模块、主控模块、显示报警模块等三大块的设计，需要进行各种元器件的选择、各模块电路的设计以及控制软件编程等三大部分内容。

该设计使用HC-SR04超声波传感器对水箱水位进行检测，并将检测到的信号传给STC89C52单片机进行处理，1602液晶显示屏显示当前水位状态。

若水位不在设定范围内则触发声光报警。

该系统实现了液体水位的实时监测、水位显示、水位过高或过低则LED发光二极管灯光报警及蜂鸣器发声报警的功能。

关键词：超声波传感器；水位监测；单片机中图分类号：TN710.9文献标识码：A文章编号：1003-0107(2020)10-0029-06Abstract:Water tanks are widely used in industry and agriculture.It is necessary to monitor and control the waterlevel of a water tank.In this paper,a water level measurement and control system of the water tank is designedbased on single chip microcomputer.The system can keep the water level of a water tank in a certain positionto meet the needs of people.The system consists of three modules including a detection module,a master controlmodule as well as a display and alarm module,and includes three design parts:selection of various components,circuits design of each module and programming of the control software.In this design,a HC-SR04ultrasonicsensor is used to detect the water level of the water tank,and the detected signals are transmitted to the STC89C52single chip microcomputer for processing,and the1602liquid crystal display screen is used to display thecurrent water level.If the water level is not within the set range,the sound and light alarm will be triggered.Thesystem realizes the functions including real-time monitoring of the liquid water level,water level display,as wellas LED light alarm and buzzer sound alarm when the water level is too high or too low.Key words:Ultrasonic sensor;Water level monitoring;Single chip computerCLC number:TN710.9Document code:A Article ID：1003-0107(2020)10-0029-060引言当今社会经济发展迅猛，人口也越来越多，水资源的有效利用与节约用水的意识就越来越重要了。

基于单片机的超声波液位计设计
概述：
超声波液位计是一种新颖的非接触式液位检测技术。

本文将基
于单片机设计一款基于超声波技术的液位计。

主要器材：
1.超声波传感器(负责探头与水面之间的物理量)
2.单片机
3.LCD显示屏
4.蓄电池(负责供电)
5.喇叭发声器（将波形转换成声音)
液位计的工作原理：
当发射器发出的超声波被液体遮挡，接收器接收到衰减的超声
波信号，可根据上报的信号直接算出液位的高度。

波纹发射器将电
信号转换成声波。

声波经再加工过程后，从发射器射出，声波在媒
质中传递，信号由接受器采集，采集后传至电路板和显示屏上显示。

液位计的设计流程：
1.设计硬件电路，包括LCM、单片机、蜂鸣器、超声波发射器
和接收器等。

2.编写程序；
3.测试电路设计的合理性。

液位计的设计原则：
1.系统要稳定，测量精度要高。

2.工作可靠性要好，尽量减少误差。

3.为了让检测系统更加方便使用，LCM要能够轻松的展示液位高度。

液位计的设计要点：
1.超声波发射器的输出角度要合理，信号不要受到扭曲。

2.使用ADC转换时，要尽量减小信号波动。

3.选用合适的蜂鸣器，以免误差过大。

4.液位计的设计电路要合理，系统信噪比要低。

总结：
本文提出了一款基于超声波技术的液位计的设计方法，将单片机、超声波传感器、LCD显示屏等元件充分利用起来，设计的液位计效果良好，具有普遍的应用价值。

94针对不同的需求和应用，液位测量方法的方法不尽相同，如浮力式、电容式、激光式等。

随着超声波技术的发展，超声波液位测量方法也得到了广泛的应用，超声波测量的优势在于，探头可以不与被测液体接触，无机械部件，可测范围广，连续快速测量，远程遥控和获取测量信号方便等，尤其是超声波测量时可以选用多种介质作为传递媒介，因而应用较为便利[1]。

1 测量原理当某种物质的内部发生机械扰动时，该物质内部就产生了声波。

这种机械波扰动可以是各种形式的，表征振动特性的是频率，即单位时间（1s ）内所完成的周期性运动的次数。

人类所能听到的声波的范围介于20Hz 到20KHz 之间，当频率超过20KHz 的时候称之为超声波，而低于20Hz 的时候称之为次声波。

超声波的发射与接收是通过超声波换能器（亦称超声波传感器或超声波探头）来完成的。

根据超声波换能器的工作方式可分为单系数图在图像右上部分较暗，相应区域相位条纹模糊，配准效果不佳，而复互相关函数配准以及本文算法配准得到的结果总体一致。

计算各种算法配准结果的性能，结果如表2所示。

可以看出，提出算法在三个性能指标上同样表现最优。

5 结论本文提出一种联合实、复互相关函数的干涉图像两级配准算法，算法首先利用较为稳健的实互相关函数配准算法对图像初配准，然后利用初配准的结果选择高相干的点作为控制点并定义控制点相位可靠性，从而利用相位可靠性为精配准选择相应的配准方法。

由于初配准提供了配准图像的基本信息，因此在此基础上进行进一步的配准能得到更高的配准精度。

通过对两组干涉图像进行配准实验，并从目视效果以及定量性能指标上评价配准的效果，结果证明了提出算法的有效性。

参考文献[1]Rosen P A, Hensley S, Joughin I R, et al. Syntheticaperture radar interferometry[J]. Proceedings of the IEEE, 2000, 88(3):333-382.[2]Bamler R, Hartl P. Synthetic aperture radarinterferometry[J]. Inverse Problems, 1998, 14(4):1-54.[3]Ferretti A, Monti-Guarnieri A, Prati C, et al.InSAR principles: guidelines for SAR interferometry processing and interpretation[M]. 2007.[4]Li F K, Goldstein R M. Studies of multibaselinespaceborne interferometric synthetic aperture radars[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 1990, 28(1):88-97.[5]Li D, Zhang Y. A fast offset estimation approach for基于STC12单片机液位测量系统的设计郭星辰（江苏联合职业技术学院南京工程分院 江苏省南京市 211135）探头和双探头两种方式，双探头方式计算简单、检测方便。