超声波测距仿真（温度补偿）按键代指超声波测距

ID:345978 · 发表于 2018-6-6 10:59

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

单片机源程序如下:

#include <reg52.h> //包括一个52标准内核的头文件
#include<intrins.h> //包含_nop_()函数定义的头文件
#define uchar unsigned char //定义一下方便使用
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
#define RdCommand 0x01 //定义ISP的操作命令
#define PrgCommand 0x02
#define EraseCommand 0x03
#define Error 1
#define Ok 0
#define WaitTime 0x01 //定义CPU的等待时间
sfr ISP_DATA=0xe2; //寄存器申明
sfr ISP_ADDRH=0xe3;
sfr ISP_ADDRL=0xe4;
sfr ISP_CMD=0xe5;
sfr ISP_TRIG=0xe6;
sfr ISP_CONTR=0xe7;
char a_a;
sbit key1=P1^1;//参数加
sbit key3=P1^2;//参数减
sbit key2=P1^0;//参数设置按键
sbit DQ=P3^3;
sbit LED=P2^7;
sbit alarm=P3^4;//蜂鸣器管脚定义
sbit TX=P3^5; //超声波模块管脚定义（发射脉冲引脚定义）
sbit RX=P3^6; //超声波模块管脚定义（回波引脚定义）
sbit RS=P2^0; //液晶寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚
sbit RW=P2^1; //液晶读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚
sbit E=P2^2; //液晶使能信号位，将E位定义为P2.2引脚
sbit BF=P0^7; //液晶忙碌标志位，，将BF位定义为P0.7引脚
unsigned char code digit[ ]={"0123456789"}; //定义字符数组显示数字
uint time=0,timer=0,S=0;
uchar menu;//参数调整液晶显示参数
uchar ge,shi,bai,qian,flag; //距离数据转换
uchar num1,num2;//上下限参数定义
uchar H_bai,H_shi,H_ge;//上限参数值分解显示定义
uchar L_bai,L_shi,L_ge;//下限参数值分解显示定义
uint temp1,temp2;//上下限参数转换，用于报警值比较判断
uchar time0; //设置全局变量，专门用于严格延时
uchar TL; //储存暂存器的温度低位
uchar TH; //储存暂存器的温度高位
uchar TN; //储存温度的整数部分
uchar TD; //储存温度的小数部分
uchar WD_temp;
/* ================ 打开 ISP,IAP 功能 ================= */
void ISP_IAP_enable(void)
{
EA = 0; /* 关中断 */
ISP_CONTR = ISP_CONTR & 0x18; /* 0001,1000 */
ISP_CONTR = ISP_CONTR | WaitTime; /* 写入硬件延时 */
ISP_CONTR = ISP_CONTR | 0x80; /* ISPEN=1 */
}
/* =============== 关闭 ISP,IAP 功能 ================== */
void ISP_IAP_disable(void)
{
ISP_CONTR = ISP_CONTR & 0x7f; /* ISPEN = 0 */
ISP_TRIG = 0x00;
EA = 1; /* 开中断 */
}
/* ================ 公用的触发代码 ==================== */
void ISPgoon(void)
{
ISP_IAP_enable(); /* 打开 ISP,IAP 功能 */
ISP_TRIG = 0x46; /* 触发ISP_IAP命令字节1 */
ISP_TRIG = 0xb9; /* 触发ISP_IAP命令字节2 */
_nop_();
}
/* ==================== 字节读 ======================== */
unsigned char byte_read(unsigned int byte_addr)
{
EA = 0;
ISP_ADDRH = (unsigned char)(byte_addr >> 8);/* 地址赋值 */
ISP_ADDRL = (unsigned char)(byte_addr & 0x00ff);
ISP_CMD = ISP_CMD & 0xf8; /* 清除低3位 */
ISP_CMD = ISP_CMD | RdCommand; /* 写入读命令 */
ISPgoon(); /* 触发执行 */
ISP_IAP_disable(); /* 关闭ISP,IAP功能 */
EA = 1;
return (ISP_DATA); /* 返回读到的数据 */
}
/* ================== 扇区擦除 ======================== */
void SectorErase(unsigned int sector_addr)
{
unsigned int iSectorAddr;
iSectorAddr = (sector_addr & 0xfe00); /* 取扇区地址 */
ISP_ADDRH = (unsigned char)(iSectorAddr >> 8);
ISP_ADDRL = 0x00;
ISP_CMD = ISP_CMD & 0xf8; /* 清空低3位 */
ISP_CMD = ISP_CMD | EraseCommand; /* 擦除命令3 */
ISPgoon(); /* 触发执行 */
ISP_IAP_disable(); /* 关闭ISP,IAP功能 */
}
/* ==================== 字节写 ======================== */
void byte_write(unsigned int byte_addr, unsigned char original_data)
{
EA = 0;
ISP_ADDRH = (unsigned char)(byte_addr >> 8); /* 取地址 */
ISP_ADDRL = (unsigned char)(byte_addr & 0x00ff);
ISP_CMD = ISP_CMD & 0xf8; /* 清低3位 */
ISP_CMD = ISP_CMD | PrgCommand; /* 写命令2 */
ISP_DATA = original_data; /* 写入数据准备 */
ISPgoon(); /* 触发执行 */
ISP_IAP_disable(); /* 关闭IAP功能 */
EA =1;
}
void write_eeprom() //内部eeprom写函数
{
SectorErase(0x2000); //清空
SectorErase(0x2c00);
SectorErase(0x2e00);
byte_write(0x2c00,num1);
byte_write(0x2c01,num2);
byte_write(0x2060,0x01);
}
/******************把数据从单片机内部eeprom中读出来*****************/
void read_eeprom()
{
num1=byte_read(0x2c00);
num2=byte_read(0x2c01);
a_a=byte_read(0x2060);
}
/**************开机自检eeprom初始化*****************/
void init_eeprom()
{
a_a=byte_read(0x2060);
if(a_a!=1) //新的单片机初始单片机内问eeprom
{
a_a=1;
write_eeprom(); //保存数据
}
}
//*****************I2C函数设置**********************//
/*****************************************************
函数功能：将DS18B20传感器初始化，读取应答信号
出口参数：flag
***************************************************/
bit Init_DS18B20(void)
{
bit flag; //储存DS18B20是否存在的标志，flag=0，表示存在；flag=1，表示不存在
DQ = 1; //先将数据线拉高
for(time0=0;time0<2;time0++);//略微延时约6微秒
DQ = 0; //再将数据线从高拉低，要求保持480~960us
for(time0=0;time0<200;time0++) //略微延时约600微秒
; //以向DS18B20发出一持续480~960us的低电平复位脉冲
DQ = 1; //释放数据线（将数据线拉高）
for(time0=0;time0<10;time0++)
; //延时约30us（释放总线后需等待15~60us让DS18B20输出存在脉冲）
flag=DQ; //让单片机检测是否输出了存在脉冲（DQ=0表示存在）
for(time0=0;time0<200;time0++) //延时足够长时间，等待存在脉冲输出完毕
;
return (flag); //返回检测成功标志
}
/*****************************************************
函数功能：从DS18B20读取一个字节数据
出口参数：dat
***************************************************/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat; //储存读出的一个字节数据
for (i=0;i<8;i++)
{
DQ =1; // 先将数据线拉高
_nop_(); //等待一个机器周期
DQ = 0; //单片机从DS18B20读书据时,将数据线从高拉低即启动读时序
dat>>=1;
_nop_(); //等待一个机器周期
DQ = 1; //将数据线"人为"拉高,为单片机检测DS18B20的输出电平作准备
for(time0=0;time0<2;time0++); //延时约6us，使主机在15us内采样
if(DQ==1)
dat|=0x80; //如果读到的数据是1，则将1存入dat
else
dat|=0x00;//如果读到的数据是0，则将0存入dat
//将单片机检测到的电平信号DQ存入r[i]
for(time0=0;time0<8;time0++); //延时3us,两个读时序之间必须有大于1us的恢复期
}
return(dat); //返回读出的十进制数据
}
/*****************************************************
函数功能：向DS18B20写入一个字节数据
入口参数：dat
***************************************************/
WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=0; i<8; i++)
{
DQ =1; // 先将数据线拉高
_nop_(); //等待一个机器周期
DQ=0; //将数据线从高拉低时即启动写时序
DQ=dat&0x01; //利用与运算取出要写的某位二进制数据,
//并将其送到数据线上等待DS18B20采样
for(time0=0;time0<10;time0++);//延时约30us，DS18B20在拉低后的约15~60us期间从数据线上采样
DQ=1; //释放数据线
for(time0=0;time0<1;time0++);//延时3us,两个写时序间至少需要1us的恢复期
dat>>=1; //将dat中的各二进制位数据右移1位
}
for(time0=0;time0<4;time0++); //稍作延时,给硬件一点反应时间
}
//液晶函数设置************************************/
/*****************************************************
函数功能：延时1ms
(3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒)，可以认为是1毫秒
***************************************************/
void delay1ms()
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i<10;i++)
for(j=0;j<33;j++)
;
}
/*****************************************************
函数功能：延时若干毫秒
入口参数：n
***************************************************/
void delay(unsigned char n)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<n;i++)
delay1ms();
}
/*****************************************************
函数功能：判断液晶模块的忙碌状态
返回值：result。result=1，忙碌;result=0，不忙
***************************************************/
unsigned char BusyTest(void)
{
bit result;
RS=0; //根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态
RW=1;
E=1; //E=1，才允许读写
_nop_(); //空操作
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
result=BF; //将忙碌标志电平赋给result
E=0; //将E恢复低电平
return result;
}
/*****************************************************
函数功能：将模式设置指令或显示地址写入液晶模块
入口参数：dictate
***************************************************/
void WriteInstruction (unsigned char dictate)
{
while(BusyTest()==1); //如果忙就等待
RS=0; //根据规定，RS和R/W同时为低电平时，可以写入指令
RW=0;
E=0; //E置低电平(根据表8-6，写指令时，E为高脉冲，
// 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0"
_nop_();
_nop_(); //空操作两个机器周期，给硬件反应时间
P0=dictate; //将数据送入P0口，即写入指令或地址
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
E=1; //E置高电平
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
E=0; //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令
}
/*****************************************************
函数功能：指定字符显示的实际地址
入口参数：x
***************************************************/
void WriteAddress(unsigned char x)
{
WriteInstruction(x|0x80); //显示位置的确定方法规定为"80H+地址码x"
}
/*****************************************************
函数功能：将数据(字符的标准ASCII码)写入液晶模块
入口参数：y(为字符常量)
***************************************************/
void WriteData(unsigned char y)
{
while(BusyTest()==1);
RS=1; //RS为高电平，RW为低电平时，可以写入数据
RW=0;
E=0; //E置低电平(根据表8-6，写指令时，E为高脉冲，
// 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0"
P0=y; //将数据送入P0口，即将数据写入液晶模块
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
E=1; //E置高电平
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
E=0; //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令
}
/*****************************************************
函数功能：对LCD的显示模式进行初始化设置
***************************************************/
void LcdInitiate(void)
{
delay(15); //延时15ms，首次写指令时应给LCD一段较长的反应时间
WriteInstruction(0x38); //显示模式设置：16×2显示，5×7点阵，8位数据接口
delay(5); //延时5ms　，给硬件一点反应时间
WriteInstruction(0x38);
delay(5);
WriteInstruction(0x38); //连续三次，确保初始化成功
delay(5);
WriteInstruction(0x0c); //显示模式设置：显示开，无光标，光标不闪烁
delay(5);
WriteInstruction(0x06); //显示模式设置：光标右移，字符不移
delay(5);
WriteInstruction(0x01); //清屏幕指令，将以前的显示内容清除
delay(5);
WriteAddress(0);//从第一行开始显示
WriteData('J'); //将万位数字的字符常量写入LCD
WriteData('L'); //将万位数字的字符常量写入LCD
WriteData(':'); //将万位数字的字符常量写入LCD
WriteAddress(7);//从第一行开始显示
WriteData('C'); //将万位数字的字符常量写入LCD
WriteData('M'); //将万位数字的字符常量写入LCD
WriteAddress(0x40);
WriteData('H');
WriteData(':');
WriteAddress(0x40+5);
WriteData('C');
WriteData('M');
WriteAddress(0x40+9);
WriteData('L');
WriteData(':');
WriteAddress(0x40+14);
WriteData('C');
WriteData('M');
WriteAddress(15);
WriteData(0xdf);
}
//假如温度25摄氏度时，声速位346m/s
//时钟周期为T0=1/11.0592M，则机器周期为1/11.0592*12us=1.08us，定时器计时为time0(定时的数量就是时钟周期数)
//实际时间t=time0*1.08
//距离S=vt/2=v*time0*1.08/2/1000000=算出来的值是米
void Conut(void)
{
float vv;
time=TH0*256+TL0; //TH0左移8位后与TL0相加
TH0=0;
TL0=0;
vv=(331.5+0.607*TN);//声速VV和声速TN的关系
S=((time*vv*1/200)/10); //注意除以10相当于算出来的值单位毫米，*1.08是因为晶振11.0592，如果是12MHZ就是*1
/*time=TH0*256+TL0; //TH0左移8位后与TL0相加
TH0=0;
TL0=0;
S=((time*1.87)/10); //注意除以10相当于算出来的值单位毫米 */
if((S>=4000)||(flag==1)) //超出测量范围（4米）
{
flag=0;
qian=0;
bai=0;
shi=0;
ge=0;
delay(10);
}
else
{
qian=S/1000;
bai=S%1000/100;
shi=S%1000%100/10;
ge=S%1000%10 %10;
}
}
/*****************************************************
函数功能：显示温度的整数部分
入口参数：x
***************************************************/
void display_temp1(unsigned char x)
{
unsigned char j,k,l; //j,k,l分别储存温度的百位、十位和个位
j=x/100; //取百位
k=(x%100)/10; //取十位
l=x%10; //取个位
WriteAddress(11); //写显示地址,将在第2行第7列开始显示
//WriteData(digit[j]); //将百位数字的字符常量写入LCD
WriteData(digit[k]); //将十位数字的字符常量写入LCD
WriteData(digit[l]); //将个位数字的字符常量写入LCD
delay(50); //延时1ms给硬件一点反应时间
}
/*****************************************************
函数功能：显示温度的小数数部分
入口参数：x
***************************************************/
void display_temp2(unsigned char x)
{
WriteAddress(14); //写显示地址,将在第2行第11列开始显示
WriteData(digit[x]); //将小数部分的第一位数字字符常量写入LCD
delay(50); //延时1ms给硬件一点反应时间
}
/*****************************************************
函数功能：做好读温度的准备
***************************************************/
void ReadyReadTemp(void)
{
Init_DS18B20(); //将DS18B20初始化
WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
for(time=0;time<150;time++)
; //温度转换需要一点时间
Init_DS18B20(); //将DS18B20初始化
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器,前两个分别是温度的低位和高位
}
void alarming()//蜂鸣器报警子函数
{
alarm=0;
LED=0;
delay(50);
alarm=1;
LED=1;
delay(100);
}
/***************按键设置****************************/
void key_shezhi()
{
if(key2==0)//如果上下限参数调整按键按下
{
delay(30);
if(key2==0)
{
menu++;//设置页面调整
if(menu>2)//如果设置完下限值后，液晶回归正常显示
{
menu=0;
LcdInitiate();//更新初始化显示
delay(20);//适当延时
}
}
while(!key2);
}
if(menu==0)
{
ET0=1; //打开定时中断
ET1=1;
WriteAddress(3);
WriteData(digit[qian]);//更新显示实时测距的距离
delay(20);
WriteData(digit[bai]);//更新显示实时测距的距离
delay(20);
WriteData(digit[shi]);//更新显示实时测距的距离
delay(20);
//WriteData('.');//增加一个小数点，用于毫米和厘米的切换指示
//delay(20);
//WriteData(digit[ge]); //更新显示实时测距的距离
//delay(20);
ET0=0; //关闭定时中断，执行温度读取
ET1=0;
ReadyReadTemp(); //读温度准备
TL=ReadOneChar(); //先读的是温度值低位
TH=ReadOneChar(); //接着读的是温度值高位
TN=TH*16+TL/16; //实际温度值=(TH*256+TL)/16,即：TH*16+TL/16
//这样得出的是温度的整数部分,小数部分被丢弃了
TD=(TL%16)*10/16; //计算温度的小数部分,将余数乘以10再除以16取整，
//这样得到的是温度小数部分的第一位数字(保留1位小数)
if((TN==85)&&(WD_temp==0))//18B20芯片开电首次读取的温度是85，本程序避开85的问题
{
TN=0;
}
else if(TN!=85)
{
WD_temp=1;//开电首次85避开
}
ET0=1; //温度处理完后打开定时中断
ET1=1;
display_temp1(TN); //显示温度的整数部分
display_temp2(TD); //显示温度的小数部分
WriteAddress(13);
WriteData('.');
H_bai=num1/100;//更新显示调整后的上限值
H_shi=num1%100/10;//更新显示调整后的上限值
H_ge=num1%100%10; //更新显示调整后的上限值
WriteAddress(0x40+2);//更新显示调整后的上限值
WriteData(digit[H_bai]);//更新显示调整后的上限值
WriteData(digit[H_shi]);//更新显示调整后的上限值
WriteData(digit[H_ge]);//更新显示调整后的上限值
L_bai=num2/100; //更新显示调整后的下限值
L_shi=num2%100/10;//更新显示调整后的下限值
L_ge=num2%100%10;//更新显示调整后的下限值
WriteAddress(0x40+11);//更新显示调整后的下限值
WriteData(digit[L_bai]); //更新显示调整后的下限值
WriteData(digit[L_shi]);//更新显示调整后的下限值
WriteData(digit[L_ge]); //更新显示调整后的下限值
if(S>=temp1)//报警设置
{
alarming();//如果距离大于上限值报警
}
else if(S<temp2)
{
alarming();//如果距离小于下限值报警
}
else
{
alarm=1;//关闭报警
}
}
if(menu==1)//切换液晶上限设置
{
ET0=0;//把定时中断暂时关闭
ET1=0;
if(key1==0)//加按键
{
delay(30);
if(key1==0)
{
num1++;
if(num1==400)//上限4米
{
num1=0;
}
if(num1<num2)//调整上限值得时候，上限值不能小于下限值
{
num1=num2;//否则等于下限值
}
}
while(!key1);//等待按键释放
}
if(key3==0)//减按键
{
delay(30);
if(key3==0)
{
if((num1>0)&&(num1>num2))//如果同时满足num1大于零和上限值大于下限值，可以减减
{
num1--;
}
}
while(!key3);//等待按键释放
}
write_eeprom();
delay(2);
delay(2);
H_bai=num1/100;//上限值转换用于液晶显示
H_shi=num1%100/10;//上限值转换用于液晶显示
H_ge=num1%100%10;//上限值转换用于液晶显示
delay(20);//延时消除光标重影
WriteAddress(0x40+2);//定位位置用于显示更新上限值
WriteData(digit[H_bai]);//上限值更新显示
WriteData(digit[H_shi]);//上限值更新显示
WriteData(digit[H_ge]);//上限值更新显示
WriteAddress(0x40+4);//移到上限值得个位数，用于光标显示
WriteInstruction(0x0e);//光标显示，不闪烁
}
if(menu==2)//下限值调整设置
{
ET0=0;
ET1=0;
if(key1==0)
{
delay(30);
if(key1==0)
{
if(num2<num1)
{
num2++;
}
}
while(!key1);
}
if(key3==0)
{
delay(30);
if(key3==0)
{
if((num1>=num2)&&(num2>0))
{
num2--;
}
}
while(!key3);
}
write_eeprom();
delay(2);
L_bai=num2/100;
L_shi=num2%100/10;
L_ge=num2%100%10;
delay(20);//延时消除光标重影
WriteAddress(0x40+11);
WriteData(digit[L_bai]);
WriteData(digit[L_shi]);
WriteData(digit[L_ge]);
WriteAddress(0x40+13);//移到个位，光标闪烁
WriteInstruction(0x0e);
}
}
void main(void) // 主程序
{
LED=1;
key1=1;//按键初始化
key2=1;//按键初始化
key3=1;//按键初始化
TMOD=0x11; //设置定时器0和1工作方式为1（0001 0001）
TH0=0; //装初值
TL0=0; //装初值
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器0中断
ET1=1; //开定时器1中断
TR1=1; //启动定时器1
TX=0;
RX=0;
LcdInitiate(); //调用LCD初始化函数
delay(10); //延时10ms，给硬件一点反应时间
init_eeprom(); //初始化eeprom
delay(10);
read_eeprom(); //读取eeprom数据
delay(10);
while(1) //程序循环
{
key_shezhi(); //循环调用按键设置函数
temp1=num1*10;//由于num1单位是厘米，S单位是毫米，要*10转换成统一单位进行比较，用于报警设置
temp2=num2*10;
}
}
void zd0() interrupt 1 //T0中断用来计数器溢出,超过测距范围
{
flag=1; //中断溢出标志
}
void zd3() interrupt 3 //T1中断
{
TH1=(65536-50000)/256; //重新装初值高8位约0.05s
TL1=(65536-50000)%256;//重新装初值低8位
timer++;//
if(timer>=5)//中断5次约0.25s
{
TR1=0; //关闭定时器1
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
timer=0;
TX=1;//先吧TX拉高//给个高位脉冲
_nop_();//延时
_nop_();//延时
_nop_();//延时
_nop_();//延时
_nop_();//延时
_nop_();//延时
_nop_();//延时
_nop_();//延时
_nop_();//延时
_nop_();//延时
TX=0; //拉低
while(!RX); //当RX为零时等待
TR0=1; //启动定时器0，开启计数
while(RX); //当RX为1计数并等待
TR0=0; //关闭定时器0 关闭计数//计时完毕
Conut(); //调用距离计算函数，计算距离
TR1=1; //启动定时器1
}
}

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211 超声波测距仿真（温度补偿）.zip (420.11 KB, 下载次数: 74)

ID:364667 · 发表于 2018-7-18 18:23

大佬你的Proteus版本多少我下了你的仿真文件结果没有Proteus打开这一方式我的是8.6版本的

ID:89286 · 发表于 2018-7-25 07:49

thanks for sharing

ID:545457 · 发表于 2020-5-25 16:03

dragonraja 发表于 2018-7-18 18:23
大佬你的Proteus版本多少我下了你的仿真文件结果没有Proteus打开这一方式我的是8.6版本的

楼主分享真心不错，但同样问题打不开Proteus文件

ID:545457 · 发表于 2020-5-25 16:23

楼主资源非常好用，Proteus 7.8版本可以打开，现象明显

ID:545457 · 发表于 2020-5-25 16:25

补充：楼主资料包里还有文档资料，可供文档等参考

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