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超聲波測距儀原理圖和單片機程序

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ID:203888 發(fā)表于 2017-5-23 14:41 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式


原理圖下載：
PDF格式 模塊超聲波測距儀.pdf (123.7 KB, 下載次數(shù): 11)

  1. #include <reg51.h>         
  2. #define uchar unsigned char  
  3. #define uint  unsigned int  
  4. #include <intrins.h>

  6. //數(shù)碼管段選定義      0     1    2    3    4    5 6  7   8    9
  7. uchar code smg_du[]={0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0xa1,0x21,0xea,0x20,0xa0,
  8.         0x60,0x25,0x39,0x26,0x31,0x71,0xff};  //斷碼

  10. uchar dis_smg[8]   ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};
  11. //數(shù)碼管位選定義
  12. sbit smg_we1 = P3^4;     //數(shù)碼管位選定義
  13. sbit smg_we2 = P3^5;
  14. sbit smg_we3 = P3^6;
  15. sbit smg_we4 = P3^7;
  16. uint code wendu_buchang1[46] = {       //溫度補償表格
  17. 331,332,333,333,334,334,335,336,336,337, // 0-9度
  18. 337,338,339,339,340,341,341,342,342,343, //10-19度
  19. 343,344,345,345,346,346,347,348,348,349, //20-29度
  20. 349,350,351,351,352,352,353,354,354,355, //30-39度
  21. 355,356,357,357,358,358      //40-45度
  22. };

  24. sbit dq   = P2^4; //18b20 IO口的定義
  25. uint temperature ;  //

  27. sbit c_send   = P3^2;  //超聲波發(fā)射
  28. sbit c_recive = P3^3;  //超聲波接收
  29. sbit beep = P2^3;   //蜂鳴器IO口定義
  30. uchar smg_i = 3;    //顯示數(shù)碼管的個位數(shù)
  31. bit flag_300ms ;
  32. long distance;         //距離
  33. uint set_d;             //距離
  34. uchar flag_csb_juli;    //超聲波超出量程
  35. uint  flag_time0;       //用來保存定時器0的時候的
  36. uchar menu_1;           //菜單設(shè)計的變量
  37. /*sfr WDT_CONTR=0xe1;*/   //看門狗（watch-dog-Timer）控制器

  39. /***********************小延時函數(shù)*****************************/
  40. void delay_uint(uint q)
  41. {
  42. while(q--);
  43. }

  45. /***********************1ms延時函數(shù)*****************************/
  46. void delay_1ms(uint q)
  47. {
  48. uint i,j;
  49. for(i=0;i<q;i++)
  50.   for(j=0;j<120;j++);
  51. }
  52. /***********************處理距離函數(shù)****************************/
  53. void smg_display()
  54. {
  55. dis_smg[0] = smg_du[distance % 10];
  56. dis_smg[1] = smg_du[distance / 10 % 10];
  57. dis_smg[2] = smg_du[distance / 100 % 10] & 0xdf; ;
  58. }
  59. /********************獨立按鍵程序*****************/
  60. uchar key_can;  //按鍵值
  61. void key()  //獨立按鍵程序
  62. {
  63. static uchar key_new;
  64. key_can = 20;                   //按鍵值還原
  65. P2 |= 0x07;
  66. if((P2 & 0x07) != 0x07)  //按鍵按下
  67. {
  68.   delay_1ms(1);       //按鍵消抖動
  69.   if(((P2 & 0x07) != 0x07) && (key_new == 1))
  70.   {      //確認是按鍵按下
  71.    key_new = 0;
  72.    switch(P2 & 0x07)
  73.    {
  74.     case 0x06: key_can = 3; break;    //得到k2鍵值
  75.     case 0x05: key_can = 2; break;    //得到k3鍵值
  76.     case 0x03: key_can = 1; break;    //得到k4鍵值
  77.    }
  78.   }   
  79. }
  80. else
  81.   key_new = 1;
  82. }
  83. /****************按鍵處理顯示函數(shù)***************/
  84. void key_with()
  85. {
  86. if(key_can == 1)  //設(shè)置鍵
  87. {
  88.   menu_1 ++;
  89.   if(menu_1 >= 3)
  90.   {
  91.    menu_1 = 0;
  92.    smg_i = 3;  //只顯示3位數(shù)碼管
  93.   }
  94.   if(menu_1 == 1)
  95.   {
  96.    smg_i = 4;    //只顯示4位數(shù)碼管
  97.   }
  98. }
  99. if(menu_1 == 1)   //設(shè)置報警
  100. {
  101.   if(key_can == 2)
  102.   {
  103.    set_d ++ ;  //加1
  104.    if(set_d > 400)
  105.     set_d = 400;
  106.   }
  107.   if(key_can == 3)
  108.   {
  109.    set_d -- ;  //減1
  110.    if(set_d <= 1)
  111.     set_d = 1;
  112.   }
  113.   dis_smg[0] = smg_du[set_d % 10];            //取小數(shù)顯示
  114.   dis_smg[1] = smg_du[set_d / 10 % 10] ;         //取個位顯示
  115.   dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] & 0xdf ; //取十位顯示
  116.   dis_smg[3] = 0x60;         //a
  117. }
  118. }  
  119. /***********************18b20初始化函數(shù)*****************************/
  120. void init_18b20()
  121. {
  122. bit q;
  123. dq = 1;    //把總線拿高
  124. delay_uint(1);     //15us
  125. dq = 0;    //給復(fù)位脈沖
  126. delay_uint(80);  //750us
  127. dq = 1;    //把總線拿高 等待
  128. delay_uint(10);  //110us
  129. q = dq;    //讀取18b20初始化信號
  130. delay_uint(20);  //200us
  131. dq = 1;    //把總線拿高 釋放總線
  132. }
  133. /*************寫18b20內(nèi)的數(shù)據(jù)***************/
  134. void write_18b20(uchar dat)
  135. {
  136. uchar i;
  137. for(i=0;i<8;i++)
  138. {      //寫數(shù)據(jù)是低位開始
  139.   dq = 0;    //把總線拿低寫時間隙開始
  140.   dq = dat & 0x01; //向18b20總線寫數(shù)據(jù)了
  141.   delay_uint(5);  // 60us
  142.   dq = 1;    //釋放總線
  143.   dat >>= 1;
  144. }
  145. }
  146. /*************讀取18b20內(nèi)的數(shù)據(jù)***************/
  147. uchar read_18b20()
  148. {
  149. uchar i,value;
  150. for(i=0;i<8;i++)
  151. {
  152.   dq = 0;    //把總線拿低讀時間隙開始
  153.   value >>= 1;  //讀數(shù)據(jù)是低位開始
  154.   dq = 1;    //釋放總線
  155.   if(dq == 1)   //開始讀寫數(shù)據(jù)
  156.    value |= 0x80;
  157.   delay_uint(5);  //60us 讀一個時間隙最少要保持60us的時間
  158. }
  159. return value;   //返回數(shù)據(jù)
  160. }
  161. /*************讀取溫度的值 讀出來的是小數(shù)***************/
  162. uint read_temp()
  163. {
  164. uint value;
  165. uchar low;      //在讀取溫度的時候如果中斷的太頻繁了，就應(yīng)該把中斷給關(guān)了，否則會影響到18b20的時序
  166. init_18b20();     //初始化18b20
  167. write_18b20(0xcc);    //跳過64位ROM
  168. write_18b20(0x44);    //啟動一次溫度轉(zhuǎn)換命令
  169. delay_uint(50);     //500us
  170. init_18b20();     //初始化18b20

  172. write_18b20(0xcc);    //跳過64位ROM
  173. write_18b20(0xbe);    //發(fā)出讀取暫存器命令

  175. EA = 0;
  176. low = read_18b20();    //讀溫度低字節(jié)
  177. value = read_18b20();  //讀溫度高字節(jié)
  178. EA = 1;
  179. value <<= 8;     //把溫度的高位左移8位
  180. value |= low;     //把讀出的溫度低位放到value的低八位中
  181. value *= 0.0625;        //轉(zhuǎn)換到溫度值
  182. return value;     //返回讀出的溫度
  183. }

  185. /****************報警函數(shù)***************/
  186. void clock_h_l()
  187. {
  188. static uchar value;
  189. if(distance <= set_d)
  190. {
  191.   value ++;  //消除實際距離在設(shè)定距離左右變化時的干擾
  192.   if(value >= 2)
  193.   {
  194.    beep = ~beep;    //蜂鳴器報警
  195.   }
  196. }
  197. else
  198. {
  199.   value = 0;
  200.   beep = 1;  //取消報警
  201. }
  202. }
  203. /***********************數(shù)碼位選函數(shù)*****************************/
  204. void smg_we_switch(uchar i)
  205. {
  206. switch(i)
  207. {
  208.   case 0: smg_we1 = 0;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
  209.   case 1: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 0; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
  210.   case 2: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 0;  smg_we4 = 1; break;
  211.   case 3: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 0; break;
  212. }
  213. }
  214. /***********************數(shù)碼顯示函數(shù)*****************************/
  215. void display()
  216. {
  217. static uchar i;   
  218. i++;
  219. if(i >= smg_i)
  220.   i = 0;
  221. smg_we_switch(i);   //位選
  222. P1 = dis_smg[i];   //段選         
  223. }
  224. /******************小延時函數(shù)*****************/
  225. void delay()
  226. {
  227. _nop_();              //執(zhí)行一條_nop_()指令就是1us
  228. _nop_();
  229. _nop_();
  230. _nop_();
  231. _nop_();
  232. _nop_();
  233. _nop_();
  234. _nop_();
  235. _nop_();  
  236. _nop_();
  237. }

  239. /*********************超聲波測距程序*****************************/
  240. void send_wave()
  241. {
  242. c_send = 1;             //10us的高電平觸發(fā)
  243. delay();
  244. c_send = 0;  
  245. TH0 = 0;            //給定時器0清零
  246. TL0 = 0;
  247. TR0 = 0;      //關(guān)定時器0定時
  248. while(c_recive);    //當(dāng)c_recive為1等待
  249. TR0=1;
  250. while(!c_recive)        //當(dāng)c_recive為0等待
  251. {
  252.   flag_time0 = TH0 * 256 + TL0;
  253.   if((flag_time0 > 40000))      //當(dāng)超聲波超過測量范圍時，顯示3個888
  254.   {
  255.    TR0 = 0;
  256.    flag_csb_juli = 2;
  257.    distance = 888;
  258.    break ;  
  259.   }
  260.   else
  261.   {
  262.    flag_csb_juli = 1;
  263.   }
  264. }
  265. if(flag_csb_juli == 1)
  266. {
  267.   TR0=0;        //關(guān)定時器0定時
  268.   distance =flag_time0;    //讀出定時器0的時間
  269.   if(temperature <= 45)
  270.    distance *= wendu_buchang1[temperature] / 2.0 * 0.0001;               // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出來是米
  271.   else
  272.    distance *= 358 / 2.0 * 0.0001;         // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出來是米
  273.   if((distance > 500))     //距離 = 速度 * 時間
  274.   {
  275.    distance = 888;     //如果大于5.0m就超出超聲波的量程
  276.   }
  277. }  
  278. }

  280. /*********************定時器0、定時器1初始化******************/
  281. void time_init()   
  282. {
  283. EA  = 1;     //開總中斷
  284. TMOD = 0X11;   //定時器0、定時器1工作方式1
  285. ET0 = 0;    //關(guān)定時器0中斷
  286. TR0 = 1;    //允許定時器0定時
  287. ET1 = 1;    //開定時器1中斷
  288. TR1 = 1;    //允許定時器1定時
  289. }

  291. /***************主函數(shù)*****************/
  292. void main()
  293. {
  294. beep = 0;   //開機叫一聲   
  295. delay_1ms(150);
  296. P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff;    //初始化單片機IO口為高電平
  297. time_init(); //定時器初始化程序
  298.     init_18b20();

  300. /*send_wave();
  301. smg_display(); //處理距離顯示函數(shù)
  302. /*time_init(); //定時器初始化程序
  303. send_wave(); //測距離函數(shù)
  304. send_wave();*/ //測距離函數(shù)
  305. do
  306. {   
  307.   if(flag_300ms == 0)
  308.   {  
  309.    flag_300ms = 0;
  310.    clock_h_l();    //報警函數(shù)
  311.    temperature = read_temp(); //先讀出溫度的值
  312.    if(beep == 1)
  313.     send_wave(); //測距離函數(shù)
  314.    if(menu_1 == 0)
  315.     smg_display();  //處理距離顯示函數(shù)
  316.    if(menu_1 == 2)   //顯示溫度   
  317.    {
  318.     dis_smg[0] = 0xf0;  
  319.     dis_smg[1] = smg_du[temperature % 10];             //取溫度的個位顯示
  320.     dis_smg[2] = smg_du[temperature / 10 % 10] ;    //取溫度的十位顯示  
  321.     dis_smg[3] = 0xFF;
  322.     smg_display();
  323.    }
  324.   }
  325.   key();      //按鍵函數(shù)
  326.   if(key_can < 10)
  327.   {
  328.    key_with();    //按鍵處理函數(shù)
  329.   }
  330. }while(1);
  331. }
  332. /*********************定時器1中斷服務(wù)程序************************/
  333. void time1_int() interrupt 3
  334. {
  335. static uchar value;    //定時2ms中斷一次
  336. TH1 = 0xf8;
  337. TL1 = 0x30;     //2ms
  338. display();  //數(shù)碼管顯示函數(shù)
  339. value++;
  340. if(value >= 150)
  341. {
  342.   value = 0;
  343.   flag_300ms = 1;
  344. }
  345. }
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