将式（1.1）代入（1.2）得到

                                                  （1.3）

由式（1.3）可以简单方便的计算出液位。

超声波液位测量器的原理图如图1.1所示。

图1.1  超声波液位测量器原理图

    声波在发射的过程中会产生机械惰性，所以会占用一部分传输时间，换能器附近的一小段距离不能被接收测量，这部分就称之为盲区，量程大小对超声波的测量有影响，安装过程要尽可能避开盲区。

以振动为传播形式进行运动称之为声波，一般振动是指物质在质点平衡位置附近进行来回运动。每秒振动的次数科学家将它称之为频率，而人耳能听到的频率范围在20Hz～20000Hz之间，如果发出的声波的频率大于这一范围值时，这种声波将被称为超声波。超声波在介质中是以衍射、散射、反射、折射等为传播形式的。它的波长非常的短，其长度只有几纳米至几厘米远。并且，超声波的方向性非常好，具有超强的穿透力，易于获得集中的声能，在消毒、测量速度、医用碎石、清洁、测距、国防建设上都有着广泛的运用[3]。所以使用超声波技术受到越来越多的人关注，而本次课题就是用超声波技术来对液位进行测量。

1.4  LED显示技术

LED技术飞速发展，尤其是白光技术，它已经能够替代一些光源，如白炽灯、荧光灯等等。LED显示技术在景观照明和道路照明方面发展也非常的快，得益于这些方面的飞速发展，所以LED的成本在不断的降低，随着节能减排的不断推广，LED技术将的有更好的发展[4]。

数码管是LED的一种形式，一般可将它分为七段式的数码管和八段式的数码管，而八段式的数码管只比七段式数码管多一个亮点，它们内部原理完全一样。八段式数码管的原理为：由8个发光二极管的点亮和熄灭来显示数字和字母。数码管有共阴极数码管和共阳极数码管两种类型。其阴极是将8个发光二极管的阴极连接接地，这样给哪个LED高电平哪个发光二级管就会被点亮。同理如果将8个阳极连接到一起就构成共阳极数码管。

数码管的结构数码管由7个发光二极管组成,行成一个日字形,它门可以共阴极,也可以共阳极，通过解码电路得到的数码接通相应的发光二极而形成相应的字,这就是它的工作原理。数码管按各发光二极管电极的连接方式分为共阳数码管和共阴数码管两种。数码管符号和引脚如图1.4(a),共阳数码管内部连接如图1.4(b)，共阴数码管内部连接如图1.4（c）。

数码管要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，可以分为静态显示和动态显示两类。

(1) 动态显示：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8 个显示笔划“a, b, c, d, e, f, g, dp“的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM 由位选通控制电路控制，位选通由各自独立的I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，但是能够节省大量的I/O 端口，功耗更低。