3方向的超聲波測距程序，基于stc89c5
但是只有上電的第一次能測距
后面就顯示超出測距范圍了，一直報警
/*
* 程序：基于HC-SR04 的超聲波測距系統
* 單片機型號： STC90C516 12MHz
* 說明：按下K1 鍵后，指示燈點亮，開始連續進行7 次超聲波測距，每次測距間隔80ms ，
* 完成后對7 次結果排序并將最大的2 個數值和最小的2 個數值去除，對剩余的
* 3 個數值取平均值。完成后指示燈滅，輸出結果到LCD1602 上。測量超出范圍則發出報警
聲。
* 使用兩個IO 端口控制HC-SR04 觸發信號輸入和回響信號輸出，
* 以及一個T0 定時器用于時間計數。
* 使用DS18B20 測量環境溫度，聲速公式： V=334.1m/s+Temperature*0.61 ，
* 單片機晶振為12Mhz(11.953M) ，計數時為T=1us
* 計算公式： S=(334.1m/s+Temperature*0.61)*N*T/2 ，N 為計數值=TH0*256+TL0
*/
/* 包含頭文件*/
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
#define Delay4us(){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
/* 宏定義*/
#define uchar unsigned char // 無符號8 位
#define uint unsigned int // 無符號16 位
#define ulong unsigned long // 無符號32 位
/* 全局變量定義*/
sbit K1=P1^0; // 按下K1 后，開始測距
sbit LEDRed=P1^1; // 測距指示燈，亮表示正在測距，滅表示測距完成
sbit BEEP=P1^5; // 報警測量超出范圍
sbit Trig=P1^7; //HC-SR04 觸發信號輸入
sbit Echo=P1^6; //HC-SR04 回響信號輸出
float xdata DistanceValue=0.0; // 測量的距離值
float xdata SPEEDSOUND; // 聲速
float xdata XTALTIME; // 單片機計數周期
uchar xdata stringBuf[6]; // 數值轉字符串緩沖
//LCD1602 提示信息
uchar code Prompts[][16]=
{
{"Measure Distance"}, // 測量距離
{"- Out of Range -"}, // 超出測量范圍
{"MAX range 400cm "}, // 測距最大值400cm
{"MIN range 2cm "}, // 測距最小值2cm
{" "}, // 清屏
{" Press K1 Start "} // 按鍵開始測量
};
uchar xdata DistanceText[]="Range: ";// 測量結果字符串
uchar xdata TemperatureText[]="Temperature: ";// 測量溫度值
/* 外部函數聲明*/
extern void LCD_Initialize();
extern void LCD_Display_String(uchar *, uchar);
extern void ReadTemperatureFromDS18B20();
extern int xdata CurTempInteger;
// 毫秒延時函數
void DelayMS(uint ms);
//20 微秒延時函數
void Delay20us();
//HCSR04 初始化
void HCSR04_Initialize();
// 測量距離
float MeasuringDistance();
// 測距的數值排序求平均
float DistanceStatistics();
// 輸出距離值到LCD1602 上
void DisplayDistanceValue(float dat);
// 將無符號的整數轉成字符串，返回字符串長度，不包括'\0' 結束符
uchar UnsigedIntToString(uint value);
// 蜂鳴器
void Beep(uchar time);
// 顯示溫度值
void DisplayTemperatureValue();
// 測量距離
float MeasuringDistance()
{
// 最大定時時間約65ms
TH0=0;
TL0=0;
// 生成20us 的脈沖寬度的觸發信號
Trig=1;
Delay20us();
Trig=0;
// 等待回響信號變高電平
while(!Echo);
TR0=1; // 啟動定時器0
// 等待回響信號變低電平
while(Echo);
TR0=0; // 關閉定時器0
// 返回距離值(mm)
return (SPEEDSOUND*XTALTIME*((float)TH0*256+(float)TL0))/2000;
}
//HCSR04 初始化
void HCSR04_Initialize()
{
// 計算單片機計數周期晶振=11.953M 單位us
XTALTIME=12/11.953;
// 溫度25 度時聲速的值
SPEEDSOUND=334.1+25*0.61;
Trig=0;
Echo=0;
TMOD=0x01;
}
// 輸出距離值到LCD1602 上
void DisplayDistanceValue(float dat)
{
uchar i=0,j=0,len;
uint value;
value=(uint)dat;
// 范圍檢查大于4000mm 和小于20mm 都為超出測量范圍
if(value>4000)
{
LCD_Display_String(Prompts[1],0x00);
LCD_Display_String(Prompts[2],0x40);
Beep(2);
}
else if(value<20)
{
LCD_Display_String(Prompts[1],0x00);
LCD_Display_String(Prompts[3],0x40);
Beep(2);
}
else
{
// 將數值轉換成字符串
len=UnsigedIntToString(value);
// 保留1 位小數
while(stringBuf[i]!='\0')
{
if(len-j==1)
{
DistanceText[6+j]='.';
j++;
}else
{
DistanceText[6+j]=stringBuf[i];
i++;
j++;
}
}
DistanceText[6+j]='c';
j++;
DistanceText[6+j]='m';
i=7+j;
// 剩余位置補空格
while(i<16)
{
DistanceText[i]=' ';
i++;
}
//LCD_Display_String(Prompts[0],0x00);
LCD_Display_String(DistanceText,0x40);
}
}
// 顯示溫度值
void DisplayTemperatureValue()
{
TemperatureText[13]=CurTempInteger/10+'0';
TemperatureText[14]=CurTempInteger%10+'0';
TemperatureText[15]='C';
LCD_Display_String(TemperatureText,0x00);
}
// 將無符號的整數轉成字符串，返回字符串長度
uchar UnsigedIntToString(uint value)
{
uchar i=0,t,length;
// 從個位開始轉換
do
{
stringBuf[i]='0'+value%10;
value=value/10;
i++;
}while(value!=0);
length=i;
// 將字符串顛倒順序
for(i=0;i<(length/2);i++)
{
t=stringBuf[i];
stringBuf[i]=stringBuf[length-i-1];
stringBuf[length-i-1]=t;
}
stringBuf[length]='\0';
return length;
}
// 蜂鳴器
void Beep(uchar time)
{
uchar i;
for(i=0;i<100;i++)
{
BEEP=!BEEP;
DelayMS(time);
}
BEEP=0;
DelayMS(100);
}
// 延時函數毫秒 @12.000MHz
void DelayMS(uint ms)
{
uchar i, j;
while(ms--)
{
_nop_();
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
}while (--i);
}
}
// 延時函數 20 微秒 @12.000MHz
void Delay20us()
{
uchar i;
_nop_();
i = 7;
while (--i);
}
// 定時器0 中斷
void Timer0() interrupt 1
{
}
//DS18B20 代碼：
/*----------------------------------------------
* 程序功能： DS18B20 溫度檢測程序
* 單片機型號： STC89C52 12MHz
* 晶振： 12Mhz
------------------------------------------------*/
/* 包含頭文件*/
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
/* 宏定義*/
#define uchar unsigned char // 無符號8 位
#define uint unsigned int // 無符號16 位
// 定義DS18B20 端口DS18B20_DQ
sbit DS18B20_DQ = P3^7;
// 當前采集的溫度值整數部分
int xdata CurTempInteger;
// 當前采集的溫度值小數部分
int xdata CurTempDecimal;
/*----------------------------------------------------------------
* 功能：延時函數 STC89C52 @12MHz 12T 模式
* 參數：無
* 返回：無
----------------------------------------------------------------*/
void Delayus(uint count)
{
while (--count);
}
/*----------------------------------------------------------------
* 功能： DS18B20 復位及狀態檢測
* 參數：無
* 返回： 0 或1，1 表示未準備好， 0 表示準備好
----------------------------------------------------------------*/
uchar Reset_DS18B20()
{
uchar status;
DS18B20_DQ=1;
Delayus(1);
// 開始復位過程
DS18B20_DQ=0; // 數據線拉低
Delayus(100); // 延時480us-960us
DS18B20_DQ=1; // 數據線拉高
Delayus(10); // 延時15us-60us
status=DS18B20_DQ; // 讀取數據線上的狀態
Delayus(120);
return status;
}
/*----------------------------------------------------------------
* 功能：寫一字節到DS18B20 中
* 參數： dat= 數據
* 返回：無
----------------------------------------------------------------*/
void WriteByteToDS18B20(uchar dat)
{
uchar i;
for(i=0;i<8;i++)
{
DS18B20_DQ=0;
DS18B20_DQ=dat&0x01; // 發送1 位數據
Delayus(15); // 延時60us 以上
DS18B20_DQ=1; // 釋放總線，等待總線恢復
dat>>=1; // 準備下一位數據
}
}
/*----------------------------------------------------------------
* 功能：從DS18B20 中讀一字節
* 參數：無
* 返回：讀取的數據
----------------------------------------------------------------*/
uchar ReadByteFromDS18B20()
{
uchar i,dat=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
DS18B20_DQ=0; // 拉低總線，產生讀信號
dat>>=1;
DS18B20_DQ=1; // 釋放總線，準備讀1 位數據
Delayus(2); // 延時4us
if(DS18B20_DQ) dat|=0x80; // 合并每位數據
Delayus(15); // 延時60us
DS18B20_DQ=1; // 拉高總線，準備讀下1 位數據
}
return dat;
}
/*----------------------------------------------------------------
* 功能：讀取溫度值并轉換成有符號的數值形式
* 參數：無
* 返回：無
----------------------------------------------------------------*/
void ReadTemperatureFromDS18B20()
{
uchar flag=0;// 正負符號標志
// 存儲當前采集的溫度值
uchar TempValue[]={0,0};
if(Reset_DS18B20())
{
CurTempInteger=255;
CurTempDecimal=0;
}
else
{
WriteByteToDS18B20(0xCC);// 跳過ROM命令
WriteByteToDS18B20(0x44);// 溫度轉換命令
Reset_DS18B20();// 復位
WriteByteToDS18B20(0xCC);// 跳過ROM命令
WriteByteToDS18B20(0xBE);// 讀取溫度暫存器命令
TempValue[0]=ReadByteFromDS18B20();// 先讀低字節溫度值
TempValue[1]=ReadByteFromDS18B20();// 后讀高字節溫度值
Reset_DS18B20();// 復位
// 計算溫度值
// 先進行正溫度與負溫度判斷，高5 位全為1 （0xF8 ）則為負數
if((TempValue[1]&0xF8)==0xF8)
{
// 負溫度計算：取反加1，低字節為0 時，高字節取反加1 ，否則不需要。
TempValue[1]=~TempValue[1];
TempValue[0]=~TempValue[0]+1;
if(TempValue[0]==0x00) TempValue[1]++;
flag=1;// 負數標志
}
// 將溫度值分為整數和小數兩部分存儲( 默認為12 位精度)
CurTempInteger=((TempValue[1]&0x07)<<4)|((TempValue[0]&0xF0)>>4);
if(flag) CurTempInteger=-CurTempInteger;
CurTempDecimal=(TempValue[0]&0x0F)*625;
}
}
// LCD1602 程序代碼：
/*----------------------------------------------
* 程序功能： 1602 液晶顯示程序
* 單片機型號： STC90C160 12MHz
------------------------------------------------*/
/*1602 液晶顯示器控制端口分配，數據使用P0 端口*/
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
/*--------------------------------------------
* 功能：毫秒級延時函數
* 參數： ms=毫秒數值
* 返回：無
--------------------------------------------*/
void LCDDelay(uint ms)
{
uchar i, j;
while(ms--)
{
_nop_();
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
}while (--i);
}
}
/*--------------------------------------------
* 功能： 1602 液晶忙狀態檢測
* 參數：無
* 返回： 0 或1，1 表示狀態忙， 0 表示狀態閑
--------------------------------------------*/
bit LCD_Busy_Check()
{
bit result;
LCD_RS=0; LCD_RW=1; LCD_EN=1;
Delay4us();
result=(bit)(P0&0x80);
LCD_EN=0;
return result;
}
/*--------------------------------------------
* 功能： 1602 液晶寫指令
* 參數： cmd=1602LCD 指令
* 返回：無
--------------------------------------------*/
void Write_LCD_Command(uchar cmd)
{
while(LCD_Busy_Check());
LCD_RS=0; LCD_RW=0; LCD_EN=0; _nop_(); _nop_();
P0=cmd; Delay4us();
LCD_EN=1; Delay4us(); LCD_EN=0;
}
/*--------------------------------------------
* 功能： 1602 液晶寫數據
* 參數： dat= 一個字節數據
* 返回：無
--------------------------------------------*/
void Write_LCD_Data(uchar dat)
{
while(LCD_Busy_Check());
LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_EN=0;
P0=dat;Delay4us();
LCD_EN=1;Delay4us();LCD_EN=0;
}
/*--------------------------------------------
* 功能：設置1602 液晶顯示位置
* 參數： pos= 位置地址值
* 返回：無
--------------------------------------------*/
void LCD_Set_POS(uchar pos)
{
Write_LCD_Command(pos|0x80);
}
/*--------------------------------------------
* 功能： 1602 液晶初始化
* 參數：無
* 返回：無
--------------------------------------------*/
void LCD_Initialize()
{
Write_LCD_Command(0x01); LCDDelay(5);
Write_LCD_Command(0x38); LCDDelay(5);
Write_LCD_Command(0x0C); LCDDelay(5);
Write_LCD_Command(0x06); LCDDelay(5);
}
/*--------------------------------------------
* 功能：在1602 液晶指定的行上顯示字符串
( 共兩行，一行16 個字符)
* 參數： *str= 字符串指針，
LineNo= 行首地址( 第一行0x00 ，第二行0x40)
* 返回：無
--------------------------------------------*/
void LCD_Display_String(uchar *str, uchar LineNo)
{
uchar k;
LCD_Set_POS(LineNo);
for(k=0;k<16;k++)
{
Write_LCD_Data(str[k]);
}
}
/*--------------------------------------------
* 功能：在1602 液晶指定位置顯示一個字符
( 共兩行，一行16 個字符)
* 參數： Dat= 一個字符，
X= 列位置(0-15)
Y=行位置(0 ，1)
* 返回：無
--------------------------------------------*/
void LCD_Display_OneChar(uchar Dat, uchar X, uchar Y)
{
Y &= 0x01; // 限制Y 不能大于1(2 行， 0-1)
X &= 0x0F; // 限制X 不能大于15(16 個字符， 0-15)
if(Y) {X |= 0x40;} // 當要在第二行顯示時地址碼+0x40;
X |= 0x80; // 算出指令碼
Write_LCD_Command(X);
Write_LCD_Data(Dat);
}
/* 主函數*/
void main()
{
LCD_Initialize();//1602 初始化
LCD_Display_String(Prompts[0],0x00);
LCD_Display_String(Prompts[5],0x40);
ReadTemperatureFromDS18B20();// 測溫度
HCSR04_Initialize();//HC-SR04 初始化
while(1)
{
if(K1==0)
{
DelayMS(5);
if(K1==0)
{
Beep(1);
while(K1==0);
LEDRed=0;
ReadTemperatureFromDS18B20();// 測溫度
DisplayTemperatureValue();
if(CurTempInteger<14)
CurTempInteger=14;
else if(CurTempInteger>26)
CurTempInteger=26;
SPEEDSOUND=334.1+CurTempInteger*0.61;// 計算聲速
DistanceValue=DistanceStatistics();// 測距并返回距離值
DisplayDistanceValue(DistanceValue);// 顯示距離值
LEDRed=1;
}
}
}
}
// 測距的數值排序求平均
float DistanceStatistics()
{
uchar i,j;
float disData[7],t;
// 連續測距
for(i=0;i<7;i++)
{
disData[i]=MeasuringDistance();
DelayMS(80);
}
// 排序
for(j=0;j<=6;j++)
{
for(i=0;i<7-j;i++)
{
if(disData[i]>disData[i+1])
{
t=disData[i];
disData[i]=disData[i+1];
disData[i+1]=t;
}
}
}
return (disData[2]+disData[3]+disData[4])/3;
}
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