基于51單片機的超聲波測距設計（帶溫度補償）

ID:189697 · 發表于 2017-7-6 09:41

利用STC89C52單片機、超聲波模塊（HC-RS04）、DS18B20數字溫度傳感器和LCD1602液晶顯示模塊制作一個超聲波測距儀，液晶屏第一行顯示溫度和超聲波速度“T:30°C  V:349m/s”，第二行顯示測量距離“S=X.XXXm”。
所設計的測距儀測量單位為米，精確到小數點后面3位（毫米），測量范圍：0.05m~5m。
（一）基本部分
1、液晶顯示功能
（1）開機時，液晶屏第一行顯示溫度和超聲波速度，例如“T:30°C  V:349m/s”，第二行顯示測量距離“S=0.000m”
（2）操作對應的功能按鍵時，液晶屏第一行顯示溫度和超聲波速度，例如“T:30°C  V:349m/s”，第二行顯示測量距離“S=X.XXXm”。
（3）本超聲波測距儀使用4個獨立按鍵。第1個按鍵為復位清零功能；第2個按鍵為單次測量功能；第3個按鍵為瞬時連續測量功能；第4個按鍵為平均連續測量功能。
（4）第1個按鍵為復位清零功能。無論什么時候按下該鍵，液晶屏第二行均顯示測量距離“S=0.000m”
（5）第2個按鍵為單次測量功能。每按一次該鍵，就發射一次超聲波，液晶屏第二行對應顯示一次測量距離“S=X.XXXm”
（6）第3個按鍵為瞬時連續測量功能。按下該鍵，連續發射超聲波，液晶屏第二行對應顯示瞬時測量距離“S=X.XXXm”，再按一次該鍵，數字保持，以便讀數
（7）第4個按鍵為平均連續測量功能。按下該鍵，連續發射超聲波，液晶屏第二行對應顯示平均測量距離“S=X.XXXm”，再按一次該鍵，數字保持，以便讀數

（8）第5個按鍵為自動/手動溫度設置按鍵，轉換到手動設置溫度值，這時可以利用加鍵和減鍵使溫度在0度至50度范圍內調節，再按一次該鍵，重新回到自動溫控狀態，如此循環。
（9）第6個按鍵為溫度加按鍵，當處于手動溫度控制狀態時，按下本按鍵可以加溫度，最高可以加到50攝氏度。
（10）第7個按鍵為溫度減按鍵，當處于手動溫度控制狀態時，按下本按鍵可以減溫度，最低可以減0攝氏度。

程序代碼如下：

/**************************************/
/* 超聲波測距（自動/手動溫度校正） */
/* （超聲波模塊+18B20+1602液晶） */
/**************************************/
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define LcdData P0 //1602數據端口
sbit LCD_RS=P2^6; //1602 RS端口
sbit LCD_RW=P2^5; //1602 RW端口
sbit LCD_EN=P2^7; //1602 EN端口
sbit Echo=P2^4; //HC-SR04 接收端口
sbit Trig=P2^3; //HC-SR04 發射端口
sbit Resets_Key=P1^0; //復位清零按鍵
sbit Single_Key=P1^1; //單次測量按鍵誤差較大
sbit Contin_Key=P1^2; //連續測量按鍵誤差小
sbit Averag_Key=P1^3; //連續（平均測量）按鍵誤差較小
sbit Setting_Key=P1^4; //溫度修正按鍵
sbit Add_Key=P1^5; //溫度加1按鍵
sbit Sub_Key=P1^6; //溫度減1按鍵
sbit DQ=P3^7; //DS18B20單總線接口
bit Temp_Flag; //正負溫度標志：溫度為正Temp_Flag=0，否則為1
uint temp=25; //溫度值
bit flag_flow=0,flag_one=0,flag_clear=0,flag_con1=0,flag_con2=0,flag_temp=0;
uchar i=0,m,j,k;
uint time=0,S=0,S1=0,totle=0;
float V=346.0;
uint Sav[11]; //連續測量時10次平均值數組
uchar Line1[16]={"T: C V:346m/s"}; //1602第一行初始字符顯示數組
uchar Line2[16]={"S= m "}; //1602第二行初始字符顯示數組
void Delayms(uchar xms); //延時xms函數
void WriteLcd(uchar Dat,bit x); //1602寫函數
void InitLcd(void); //1602初始化函數
void DisplayLcd(); //1602顯示函數
void init(); //初始化函數
void keyscan(); //鍵掃描函數
void StartModule(); //啟動模塊函數
void Conut(void); //測量計算函數
void Delayus(uchar xus); //us級延時函數
bit Init_DS18B20(void); //初始化DS18B20函數
uchar Read_DS18B20(void); //讀DS18B20函數
void Write_DS18B20(uchar Dat); //寫DS18B20函數
void GetTemp(); //取溫度函數
void CalcTestTemp(); //溫度處理函數
void main(void) //主函數
{
init();
InitLcd();
while(1)
{
keyscan(); //鍵掃描函數
DisplayLcd();
if(flag_temp==0)
{
GetTemp();
CalcTestTemp();
}
if(flag_one==1||flag_con1==1||flag_con2==1)
{
StartModule(); //開始發射超聲波
while(!Echo); //當RX為零時等待
TR0=1; //開啟計數
while(Echo); //當RX為1計數并等待
TR0=0; //關閉計數
Conut(); //計算
Delayus(200);
flag_one=0;
}
}
}
void Delayms(uchar xms) //延時ms函數
{
uchar i,j;
for(i=xms;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void WriteLcd(uchar Dat,bit x) //1602寫函數（寫指令時x=0，寫數據時x=1）
{
LCD_EN=0;
LcdData=Dat;
LCD_RS=x;
LCD_RW=0;
LCD_EN=1;
Delayms(1);
LCD_EN=0;
}
void InitLcd(void) //1602初始化函數
{
WriteLcd(0x38,0); //功能設定（38H）,8位數據，2行顯示，5*7點陣
WriteLcd(0x0C,0); //顯示開、關設定（0CH），開顯示，不顯示光標，光標不閃爍
WriteLcd(0x06,0); //輸入模式設定（06H），讀寫一個字符后，地址指針加1，且光標加1
WriteLcd(0x01,0); //清除顯示（01H），清除數據RAM中的數據
}
void DisplayLcd() //液晶屏顯示函數
{
uchar y;
V=(331.4+temp*0.607);
Line1[2]=temp/10+0x30;
Line1[3]=temp%10+0x30;
Line1[4]=0xDF; //顯示℃中C前面的小圓
Line1[10]=(uint)V/100+0x30;
Line1[11]=(uint)V%100/10+0x30;
Line1[12]=(uint)V%10+0x30;
if(flag_clear==1)
S1=0;
if((S1>=7000)||flag_flow==1) //超出測量范圍顯示“-”
{
flag_flow=0;
Line2[2]='-';
Line2[3]='.';
Line2[4]='-';
Line2[5]='-';
Line2[6]='-';
}
else
{
Line2[2]=S1/1000+0x30;
Line2[3]='.';
Line2[4]=S1%1000/100+0x30;
Line2[5]=S1%100/10+0x30;
Line2[6]=S1%10+0x30;
}
WriteLcd(0x80,0); //設定第一行地址
for(y=0; y<16; y++)
WriteLcd(Line1[y],1);
WriteLcd(0xc0,0); //設定第二行地址
for(y=0; y<16; y++)
WriteLcd(Line2[y],1);
}
void init() //初始化函數
{
TMOD=0x01; //設T0為方式1，GATE=1；
TH0=0;
TL0=0;
ET0=1; //允許T0中斷
EA=1; //開啟總中斷
}
void keyscan() //鍵掃描函數
{
if(Resets_Key==0) //復位清零鍵
{
Delayms(5);
if(Resets_Key==0)
{
while(Resets_Key==0);
flag_clear=1;
}
}
if(Single_Key==0) //單次測量鍵
{
Delayms(5);
if(Single_Key==0)
{
while(Single_Key==0);
flag_one=1;
flag_con1=0;
flag_con2=0;
flag_clear=0;
}
}
if(Contin_Key==0) //連續瞬時測量鍵
{
Delayms(5);
if(Contin_Key==0)
{
while(Contin_Key==0);
flag_con1=~flag_con1;
if(flag_con1==1)
{
flag_one=0;
flag_con2=0;
flag_clear=0;
}
}
}
if(Averag_Key==0) //連續平均測量鍵
{
Delayms(5);
if(Averag_Key==0)
{
while(Averag_Key==0);
flag_con2=~flag_con2;
if(flag_con2==1)
{
flag_one=0;
flag_con1=0;
flag_clear=0;
}
}
}
if(Setting_Key==0) //自動和手動轉換鍵
{
Delayms(5);
if(Setting_Key==0)
{
while(Setting_Key==0);
flag_temp=~flag_temp;
}
}
if(Add_Key==0) //溫度減鍵
{
Delayms(5);
if(Add_Key==0)
{
while(Add_Key==0);
if(flag_temp==1)
{
temp++;
if(temp>=50)
temp=50;
}
}
}
if(Sub_Key==0) //溫度加鍵
{
Delayms(5);
if(Sub_Key==0)
{
while(Sub_Key==0);
if(flag_temp==1)
{
if(temp>0)
temp--;
if(temp<=0)
temp=0;
}
}
}
}
void StartModule() //啟動模塊函數(觸發一次，提供大于10us的高電平)
{
Trig=1; //啟動一次模塊
Delayus(15); //延時2i+5=35us
Trig=0;
}
void Conut(void) //測量計算函數
{
time=TH0*256+TL0;
TH0=0;
TL0=0;
V=(331.4+temp*0.607); //由溫度計算速度值，單位是m/s
S=(uint)(time*V/2000); //算出來是mm
if(flag_con2==1) //如果是連續測量，則取10次的平均值
{
if(k<=10)
k++;
if(k>=11)
k=1;
Sav[k]=S;
j++;
if(j<10)
S1=S;
if(j>=10)
{
j=10;
for(m=1;m<=10;m++)
totle=totle+Sav[m];
S1=(uint)(totle/10); //取10次的平均值
totle=0;
}
}
if(flag_one==1||flag_con1==1) //如果是單次測量或連續瞬時測量，則取1次的值
{
S1=S;
}
}
void Delayus(uchar xus) //晶振為12MHz，延時時間為2i+5 us
{
while(--xus);
}
bit Init_DS18B20(void)
{
bit x;
DQ=1;
DQ=0;
Delayus(250);
DQ=1;
Delayus(20);
if(!DQ) x=0;
else x=1;
Delayus(250);
DQ=1;
return x;
}
//讀DS18B20函數
uchar Read_DS18B20(void)
{
uchar i=0,Dat=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=1;
DQ=0;
Dat>>=1;
DQ=1;
if(DQ) Dat |= 0x80;
DQ=1;
Delayus(30);
}
return Dat;
}
//寫DS18B20函數
void Write_DS18B20(uchar Dat)
{
uchar i=0;
for(i=0;i<8;i++)//循環8次，寫入一個字節
{
DQ=1;//未發送前的狀態
Dat >>= 1;//將要傳送的最低位放入CY
DQ=0;//將總線拉低，產生寫時序
DQ=CY;//將要傳送的位狀態送到總線上
Delayus(30);//延時50us，即保持總線狀態，待DS18B20采樣
DQ=1;//恢復期，總線置1
}
}
void GetTemp(void) //獲取溫度函數
{
uchar a=0,b=0;
Init_DS18B20();
Write_DS18B20(0xcc); //跳過ROM
Write_DS18B20(0x44); //開啟溫度轉換
Init_DS18B20();
Write_DS18B20(0xcc); //跳過ROM
Write_DS18B20(0xbe); //讀暫存器
a=Read_DS18B20(); //讀取高速暫存字節0，溫度低8位
b=Read_DS18B20(); //讀取高速暫存字節1，溫度高8位
temp=b;
temp<<=8;
temp=temp|a; //將高、低位溫度編碼合在一起
if(b>=8) //判斷溫度值是否為負，如果溫度高字節大于等于8說明溫度值為負
{
temp=~temp+1; //將補碼轉換成原碼
Temp_Flag=1; //溫度標志為1，表示溫度為負
}
else
{
Temp_Flag=0; //溫度標志為0，表示溫度為正
}
temp=temp*0.0625+0.5;//將溫度編碼轉換成溫度值,加0.5是為了四舍五入
}
void CalcTestTemp() //溫度處理函數
{
if(temp<100) Line1[2]=' '; //如果溫度值小于10，十位顯示空白（不顯示0）
else Line1[2]=temp%100/10+0x30; //取溫度十位并轉換成ASCII碼
Line1[3]=temp%10+0x30; //取溫度個位并轉換成ASCII碼
}

復制代碼

ID:89286 · 發表于 2017-7-7 05:17

thanks for sharing

ID:82765 · 發表于 2017-7-7 12:56

提示: 作者被禁止或刪除內容自動屏蔽

ID:152003 · 發表于 2017-7-7 21:50

好資料不錯呢

ID:1 · 發表于 2017-7-31 04:01

好資料，51黑有你更精彩!!!

ID:223525 · 發表于 2017-8-1 16:23

不錯不錯

ID:236761 · 發表于 2017-12-23 13:47

好資料，51黑有你更精彩!!!

ID:88279 · 發表于 2018-3-3 22:10

厲害。感謝分享！！！

ID:300843 · 發表于 2018-4-5 23:31

感謝分享

ID:493169 · 發表于 2019-3-20 11:54

感謝分享

ID:156662 · 發表于 2019-3-20 13:38

感謝樓主無私奉獻

ID:530187 · 發表于 2019-5-9 17:10

程序好像不完全，flag_flow在哪里變化噠？

ID:506687 · 發表于 2019-5-18 17:38

請問有原理圖嗎？

ID:559822 · 發表于 2019-6-11 12:23

感謝分享得好好琢磨琢磨

ID:645965 · 發表于 2019-11-20 18:27

有實物連線圖嗎？

ID:645965 · 發表于 2019-11-20 21:35

請問下那個lcd1602怎么連線，有點看不懂？

ID:645965 · 發表于 2019-11-20 21:59

為什么1602的其余引腳沒有定義？

ID:484092 · 發表于 2020-6-18 21:31

謝謝分享
。。。。。。。。。

ID:484092 · 發表于 2020-6-18 21:31

邵曉杰發表于 2019-11-20 21:59
為什么1602的其余引腳沒有定義？

定義了 p0口

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ID:82765 當前離線積分 1420	板凳 ID:82765 發表于 2017-7-7 12:56 \| 只看該作者提示: 作者被禁止或刪除內容自動屏蔽
ID:82765 當前離線積分 1420
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基于51單片機的超聲波測距設計（帶溫度補償）

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