1. 研究目的与意义
单片机技术和传感器技术的发展使液位测量方法得到了更进一步的发展，超声波在液位测量中的应用也越来越广。但是就目前的发展水平来说，超声波在测距系统中的应用还有一定的限度，因此研究超声波的液位检测是很有发展前景的。它在技术和产业领域具有广阔的发展空间。本次设计中，利用温度传感器检测外界温度，采用当前温度下的超声波速度去计算，从而提高了距离计算的精度。通过延时避免了接收未经液面反射的超声波。在未来，超声波的液位测量将有更大的用途，更大的应用范围。它不但可以帮助人们解决很多生活中的困难，还可以作为科学探测和研究的手段。特别是水位的测量，可以帮助确定水位的高度，以便于其他工作的顺利进行。所以研制出一种能自动检测水位的装置有很重大的意义。
2. 课题关键问题和重难点
1.关键问题：
1、超声波水位检测系统的硬件组成及工作原理
2、单片机测量控制程序及显示电路
3. 国内外研究现状（文献综述）
1.1 问题的提出和课题的研究意义
随着科学技术的快速发展，超声波将在液位测量仪中的应用越来越广泛。但就目前技术水平来讲，人们可以利用的液位测量技术还十分的有限。因此，这是一个正在蓬勃发展而有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波液位测量仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位、高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自身噪声，改善潜艇声纳的工作环境。毋庸置疑，未来的超声波液位测量仪将于自动化智能化接轨，与其他的液位测量仪集成和融合，形成多液位测量仪。随着测距仪的技术进步，液位测量仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里面貌一新的液位测量仪将发挥更大是的作用。
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善[1]。
本文的研究，就是以超声波为测量工具，通过单片机的控制，经过一系列转换、放大电路组成超声波液位测量仪以实现对处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境中的液面的测量。以解除操作员用常规手段测量液位带来的不便以及危险，提高测量的安全性。
4. 研究方案
图为主程序流程图。开机后先显示亮灯并且蜂鸣器发声，表示开始工作。T0用于记录发射至接收的时间间隔t(单位为ms)。初始化后，程序控制发射40KHZ的超声波信号，发射开始立即启动定时器开始计时。发射完成。CPU接收回波信号后，立即产生中断同时立即停止计数。定时器专门用于记录CPU发射脉冲信号前沿至回波脉冲信号前沿之间的距离t,由此时间可换算出障碍物的距离，并决定嘟声间隙。可设定T1的定时值，用来控制嘟声间隙时间和闪烁显示时间。综合考虑各类因素及实际情况，为了使计算简化，取空气中声速为340m/s,或34cm/ms,则障碍物距离d的计算公式如下d=(t*34cm/ms)/2=t*17cm/ms.
基于单片机的超声波测距系统构成
单片机发出短暂的40kHz信号，经放大后通过超声波换能器输出；反射后的超声波经超声波换能器作为系统的输入，锁相环对此信号锁定，产生锁定信号启动单片机中断程序，读出时间t，再由系统软件对其进行计算、判别后，相应的计算结果被送至LCD液晶屏进行显示[5][6]。
5. 工作计划
第1周 收集资料
第2周 阅读相关资料，单片机工作及设计原理
第3周 整理资料，做初步计划并完成开题报告
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