超声波液位计测量方式研究与探讨 十五

3．3硬件电路

超声液位测量系统以AT89S52型单片机为控制核心，其外围硬件电路包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路以及串行通讯接口电路等。

3．3．．I发射电路的设计

发射电路的主要目的是驱动超声波发射探头内的压电晶片振动，使之发出超声波，并且发射的超声波具有一定的能量，可传播较远的距离，实现测量的目的。驱动超声发射探头工作的方式很多，只要在探头上施加一串其频率与探头中心频率一致且能量足够大的脉冲即可。发射脉冲可以由单片机或振动器来实现。而要获得足够大的能量，则可用三极管、场效应管、变压器等实现。本设计中采用的是由单片机发出40kHz的方波，并由三极管和变压器对其升压放大，驱动超声波发射探头发射出能量足够大的超声波。

实验所用的超声波探头为T／R40．16型，它在频率40kHz，幅值20V的电压驱动下，才能发挥最佳性能。由于单片机P2．0管脚输出的方波电压只有5V，其驱动能力无法达到驱动超声波换能器的要求，系统选用三极管9013对单片机发出的方波信号进行放大，并用变压器升压，使得加在超声波发射探头上的电压达到驱动其工作的能力，并且发射出的超声波能量足够大，可传播较远的距离，达到测量的目的。发射电路如图3．3所示。

由单片机AT89S52的p2．O管脚发出频率40kHz的方波，经由2．2KQ的电阻与三极管9013基极相连，组成共射基放大电路将信号放大，再利用变压器为其升压。驱动超声波发射探头T40发出能量足够大的超声波，并传播较远的距离，实现测量的目的。

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