超聲波液位計測量方式研究與探討 十五

3．3硬件電路

超聲液位測量系統(tǒng)以AT89S52型單片機(jī)為控制核心，其外圍硬件電路包括超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、顯示電路以及串行通訊接口電路等。

3．3．．I發(fā)射電路的設(shè)計

發(fā)射電路的主要目的是驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭內(nèi)的壓電晶片振動，使之發(fā)出超聲波，并且發(fā)射的超聲波具有一定的能量，可傳播較遠(yuǎn)的距離，實現(xiàn)測量的目的。驅(qū)動超聲發(fā)射探頭工作的方式很多，只要在探頭上施加一串其頻率與探頭中心頻率一致且能量足夠大的脈沖即可。發(fā)射脈沖可以由單片機(jī)或振動器來實現(xiàn)。而要獲得足夠大的能量，則可用三極管、場效應(yīng)管、變壓器等實現(xiàn)。本設(shè)計中采用的是由單片機(jī)發(fā)出40kHz的方波，并由三極管和變壓器對其升壓放大，驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭發(fā)射出能量足夠大的超聲波。

實驗所用的超聲波探頭為T／R40．16型，它在頻率40kHz，幅值20V的電壓驅(qū)動下，才能發(fā)揮最佳性能。由于單片機(jī)P2．0管腳輸出的方波電壓只有5V，其驅(qū)動能力無法達(dá)到驅(qū)動超聲波換能器的要求，系統(tǒng)選用三極管9013對單片機(jī)發(fā)出的方波信號進(jìn)行放大，并用變壓器升壓，使得加在超聲波發(fā)射探頭上的電壓達(dá)到驅(qū)動其工作的能力，并且發(fā)射出的超聲波能量足夠大，可傳播較遠(yuǎn)的距離，達(dá)到測量的目的。發(fā)射電路如圖3．3所示。

由單片機(jī)AT89S52的p2．O管腳發(fā)出頻率40kHz的方波，經(jīng)由2．2KQ的電阻與三極管9013基極相連，組成共射基放大電路將信號放大，再利用變壓器為其升壓。驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭T40發(fā)出能量足夠大的超聲波，并傳播較遠(yuǎn)的距離，實現(xiàn)測量的目的。

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