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超声波测距C#上位机源码与单片机下位机PCB原理图

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楼主
ID:290009 发表于 2018-7-16 09:20 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
上位机（含源码）：


Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)


单片机源程序如下:
  1. #include <reg52.h>                 //调用单片机头文件
  2. #define uchar unsigned char  //无符号字符型 宏定义        变量范围0~255
  3. #define uint  unsigned int         //无符号整型 宏定义        变量范围0~65535
  4. #include <intrins.h>
  5. uchar a_a;

  7. //数码管段选定义      0     1    2    3    4    5        6         7          8           9       
  8. uchar code smg_du[]={0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0xa1,0x21,0xea,0x20,0xa0,
  9.                                            0x60,0x25,0x39,0x26,0x31,0x71,0xff};         //断码


  12. uchar dis_smg[8]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};

  14. //数码管位选定义
  15. sbit smg_we1 = P3^4;            //数码管位选定义
  16. sbit smg_we2 = P3^5;
  17. sbit smg_we3 = P3^6;
  18. sbit smg_we4 = P3^7;

  20. sbit c_send   = P3^2;                //超声波发射
  21. sbit c_recive = P3^3;                //超声波接收

  23. sbit beep = P2^3;   //蜂鸣器IO口定义
  24. uchar smg_i = 3;    //显示数码管的个位数
  25. bit flag_300ms ;

  27. long distance;                //距离
  28. uint set_d;                    //距离
  29. uchar flag_csb_juli;    //超声波超出量程
  30. uint  flag_time0;       //用来保存定时器0的时候的

  32. uchar menu_1;           //菜单设计的变量
  33. //串口接收用到的变量
  34. uchar receive[4];   
  35. uchar jyh=0;                       
  36. uchar uart_flag=0;   
  37. uchar count=0;
  38. //串口发送用到的变量
  39. uchar send[6];
  40. uchar fsxb=0;
  41. /***********************1ms延时函数*****************************/
  42. void delay_1ms(uint q)
  43. {
  44.         uint i,j;
  45.         for(i=0;i<q;i++)
  46.                 for(j=0;j<120;j++);
  47. }

  49. /***********************处理距离函数****************************/
  50. void smg_display()
  51. {
  52.         dis_smg[0] = smg_du[distance % 10];
  53.         dis_smg[1] = smg_du[distance / 10 % 10];
  54.         dis_smg[2] = smg_du[distance / 100 % 10] & 0xdf;
  55. }


  58. #define RdCommand 0x01 //定义ISP的操作命令
  59. #define PrgCommand 0x02
  60. #define EraseCommand 0x03
  61. #define Error 1
  62. #define Ok 0
  63. #define WaitTime 0x01 //定义CPU的等待时间
  64. sfr ISP_DATA=0xe2;  //寄存器申明
  65. sfr ISP_ADDRH=0xe3;
  66. sfr ISP_ADDRL=0xe4;
  67. sfr ISP_CMD=0xe5;
  68. sfr ISP_TRIG=0xe6;
  69. sfr ISP_CONTR=0xe7;

  71. /* ================ 打开 ISP,IAP 功能 ================= */
  72. void ISP_IAP_enable(void)
  73. {
  74.          EA = 0;       /* 关中断   */
  75.          ISP_CONTR = ISP_CONTR & 0x18;       /* 0001,1000 */
  76.          ISP_CONTR = ISP_CONTR | WaitTime; /* 写入硬件延时 */
  77.          ISP_CONTR = ISP_CONTR | 0x80;       /* ISPEN=1  */
  78. }
  79. /* =============== 关闭 ISP,IAP 功能 ================== */
  80. void ISP_IAP_disable(void)
  81. {
  82.          ISP_CONTR = ISP_CONTR & 0x7f; /* ISPEN = 0 */
  83.          ISP_TRIG = 0x00;
  84.          EA   =   1;   /* 开中断 */
  85. }
  86. /* ================ 公用的触发代码 ==================== */
  87. void ISPgoon(void)
  88. {
  89.          ISP_IAP_enable();   /* 打开 ISP,IAP 功能 */
  90.          ISP_TRIG = 0x46;  /* 触发ISP_IAP命令字节1 */
  91.          ISP_TRIG = 0xb9;  /* 触发ISP_IAP命令字节2 */
  92.          _nop_();
  93. }
  94. /* ==================== 字节读 ======================== */
  95. unsigned char byte_read(unsigned int byte_addr)
  96. {
  97.         EA = 0;
  98.          ISP_ADDRH = (unsigned char)(byte_addr >> 8);/* 地址赋值 */
  99.          ISP_ADDRL = (unsigned char)(byte_addr & 0x00ff);
  100.          ISP_CMD   = ISP_CMD & 0xf8;   /* 清除低3位  */
  101.          ISP_CMD   = ISP_CMD | RdCommand; /* 写入读命令 */
  102.          ISPgoon();       /* 触发执行  */
  103.          ISP_IAP_disable();    /* 关闭ISP,IAP功能 */
  104.          EA  = 1;
  105.          return (ISP_DATA);    /* 返回读到的数据 */
  106. }
  107. /* ================== 扇区擦除 ======================== */
  108. void SectorErase(unsigned int sector_addr)
  109. {
  110.          unsigned int iSectorAddr;
  111.          iSectorAddr = (sector_addr & 0xfe00); /* 取扇区地址 */
  112.          ISP_ADDRH = (unsigned char)(iSectorAddr >> 8);
  113.          ISP_ADDRL = 0x00;
  114.          ISP_CMD = ISP_CMD & 0xf8;   /* 清空低3位  */
  115.          ISP_CMD = ISP_CMD | EraseCommand; /* 擦除命令3  */
  116.          ISPgoon();       /* 触发执行  */
  117.          ISP_IAP_disable();    /* 关闭ISP,IAP功能 */
  118. }
  119. /* ==================== 字节写 ======================== */
  120. void byte_write(unsigned int byte_addr, unsigned char original_data)
  121. {
  122.          EA  = 0;
  123. //         SectorErase(byte_addr);
  124.          ISP_ADDRH = (unsigned char)(byte_addr >> 8);  /* 取地址  */
  125.          ISP_ADDRL = (unsigned char)(byte_addr & 0x00ff);
  126.          ISP_CMD  = ISP_CMD & 0xf8;    /* 清低3位 */
  127.          ISP_CMD  = ISP_CMD | PrgCommand;  /* 写命令2 */
  128.          ISP_DATA = original_data;   /* 写入数据准备 */
  129.          ISPgoon();       /* 触发执行  */
  130.          ISP_IAP_disable();     /* 关闭IAP功能 */
  131.          EA =1;
  132. }


  135. /******************把数据保存到单片机内部eeprom中******************/
  136. void write_eeprom()
  137. {
  138.         SectorErase(0x2000);
  139.         byte_write(0x2000, set_d % 256);
  140.         byte_write(0x2001, set_d / 256);
  141.         byte_write(0x2058, a_a);       
  142. }

  144. /******************把数据从单片机内部eeprom中读出来*****************/
  145. void read_eeprom()
  146. {
  147.         set_d  = byte_read(0x2001);
  148.         set_d <<= 8;
  149.         set_d  |= byte_read(0x2000);
  150.         a_a      = byte_read(0x2058);
  151. }

  153. /**************开机自检eeprom初始化*****************/
  154. void init_eeprom()
  155. {
  156.         read_eeprom();                //先读
  157.         if(a_a != 1)                //新的单片机初始单片机内问eeprom
  158.         {
  159.                 set_d = 50;
  160.                 a_a = 1;
  161.                 write_eeprom();           //保存数据
  162.         }       
  163. }

  165. /********************独立按键程序*****************/
  166. uchar key_can;         //按键值

  168. void key()         //独立按键程序
  169. {
  170.         static uchar key_new;
  171.         key_can = 20;                   //按键值还原
  172.         P2 |= 0x07;
  173.         if((P2 & 0x07) != 0x07)                //按键按下
  174.         {
  175.                 delay_1ms(1);                     //按键消抖动
  176.                 if(((P2 & 0x07) != 0x07) && (key_new == 1))
  177.                 {                                                //确认是按键按下
  178.                         key_new = 0;
  179.                         switch(P2 & 0x07)
  180.                         {
  181.                                 case 0x06: key_can = 3; break;           //得到k2键值
  182.                                 case 0x05: key_can = 2; break;           //得到k3键值
  183.                                 case 0x03: key_can = 1; break;           //得到k4键值
  184.                         }
  185.                 }                       
  186.         }
  187.         else
  188.                 key_new = 1;       
  189. }

  191. /****************按键处理显示函数***************/
  192. void key_with()
  193. {
  194.         if(key_can == 1)                //设置键
  195.         {
  196.                 menu_1 ++;
  197.                 if(menu_1 >= 2)
  198.                 {
  199.                         menu_1 = 0;
  200.                         smg_i = 3;                //只显示3位数码管
  201.                 }
  202.                 if(menu_1 == 1)
  203.                 {
  204.                         smg_i = 4;           //只显示4位数码管
  205.                 }
  206.         }
  207.         if(menu_1 == 1)                        //设置报警
  208.         {
  209.                 if(key_can == 2)
  210.                 {
  211.                         set_d ++ ;                //加1
  212.                         if(set_d > 400)
  213.                                 set_d = 400;
  214.                 }
  215.                 if(key_can == 3)
  216.                 {
  217.                         set_d -- ;                //减1
  218.                         if(set_d <= 1)
  219.                                 set_d = 1;
  220.                 }
  221.                 dis_smg[0] = smg_du[set_d % 10];                   //取小数显示
  222.                 dis_smg[1] = smg_du[set_d / 10 % 10] ;         //取个位显示
  223.                 dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] & 0xdf ; //取十位显示
  224.                 dis_smg[3] = 0x60;                //a
  225.                 write_eeprom();                           //保存数据
  226.         }       
  227. }  

  229. /****************报警函数***************/
  230. void clock_h_l()
  231. {
  232.         static uchar value;
  233.         if(distance <= set_d)
  234.         {
  235.                 value ++;  //消除实际距离在设定距离左右变化时的干扰
  236.                 if(value >= 2)
  237.                 {
  238.                         beep = ~beep;           //蜂鸣器报警       
  239.                 }
  240.         }
  241.         else
  242.         {
  243.                 value = 0;
  244.                 beep = 1;                //取消报警
  245.         }       
  246. }

  248. /***********************数码位选函数*****************************/
  249. void smg_we_switch(uchar i)
  250. {
  251.         switch(i)
  252.         {
  253.                 case 0: smg_we1 = 0;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
  254.                 case 1: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 0; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
  255.                 case 2: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 0;  smg_we4 = 1; break;
  256.                 case 3: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 0; break;
  257.         }       
  258. }

  260. /***********************数码显示函数*****************************/
  261. void display()
  262. {
  263.         static uchar i;   
  264.         i++;
  265.         if(i >= smg_i)
  266.         i = 0;       
  267.         smg_we_switch(i);                 //位选
  268.         P1 = dis_smg[i];                 //段选                
  269. }

  271. /******************小延时函数*****************/
  272. void delay()
  273. {
  274.         _nop_();                            //执行一条_nop_()指令就是1us
  275.         _nop_();
  276.         _nop_();
  277.         _nop_();
  278.         _nop_();
  279.         _nop_();
  280.         _nop_();
  281.         _nop_();
  282.         _nop_();  
  283.         _nop_();
  284. }


  287. /*********************超声波测距程序*****************************/
  288. void send_wave()
  289. {
  290.         unsigned char flag=0;
  291.         c_send = 1;                           //10us的高电平触发
  292.         delay();
  293.         c_send = 0;         
  294.         //TH0 = 0;                          //给定时器0清零
  295.         TL0 = 0;
  296.         TR0 = 0;                                  //关定时器0定时
  297.         while(!c_recive);                  //当c_recive为零时等待
  298.         TR0=1;
  299.         while(c_recive)                      //当c_recive为1计数并等待
  300.         {
  301.                 while(!TF0);
  302.                 TF0=0;
  303.                 flag++;
  304.         }
  305.         flag_time0 = 256*flag+TL0;
  306.         flag=0;
  307.         if((flag_time0 > 29000))      //当超声波超过测量范围时，显示3个888
  308.                 {
  309.                         TR0 = 0;
  310.                         flag_csb_juli = 2;
  311.                         distance = 888;
  312. //                break;               
  313.                 }
  314.                 else
  315.                 {
  316.                         flag_csb_juli = 1;       
  317.                 }
  318.         if(flag_csb_juli == 1)
  319.         {       
  320.                 TR0=0;                                                         //关定时器0定时
  321.                 distance =flag_time0;                         //读出定时器0的时间
  322.                 distance *= 0.017;               // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出来是米
  323.                 if((distance > 500))                                 //距离 = 速度 * 时间
  324.                 {       
  325.                         distance = 888;                                 //如果大于3.8m就超出超声波的量程
  326.                 }
  327.         }  
  328. }


  331. /*********************定时器0、定时器1初始化******************/
  332. void time_init()          
  333. {
  334.         EA  = 1;                   //开总中断
  335.         TMOD = 0X23;          //定时器0、定时器1工作方式1
  336.         TH0=0x06;
  337.         TL0=0x00;
  338.         TCON=0x50;
  339.         TH1 = 0xF3;
  340.   TL1 = TH1;
  341.         ES=1;
  342.         ET0 = 0;                  //关定时器0中断
  343.         TR0 = 1;                  //允许定时器0定时
  344.         ET1 = 1;                  //开定时器1中断
  345.         TR1 = 1;                  //允许定时器1定时       
  346. }

  348. /******************串口初始化****************************/
  349. void UsartInit()
  350. {
  351.           SCON=0X50;
  352.          
  353.           PCON=0x80;
  354.          
  355.         ES=1;   
  356.           
  357. }
  358. /***************主函数*****************/
  359. void main()
  360. {
  361.         beep = 0;                 //开机叫一声   
  362.         delay_1ms(150);
  363.         P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff;           //初始化单片机IO口为高电平
  364.         send_wave();        //测距离函数
  365.         smg_display();        //处理距离显示函数
  366.         time_init();        //定时器初始化程序
  367.         UsartInit();    //串口初始化
  368.         init_eeprom();  //开始初始化保存的数据
  369.         send_wave();        //测距离函数
  370.         send_wave();        //测距离函数
  371.         while(1)
  372.         {                  
  373.                 if(uart_flag==1)
  374.                 {
  375.                         uart_flag=0;
  376.                         if(receive[2]==0x01)
  377.                         {
  378.                                 send[0]=0xaa;
  379.                                 send[1]=0x55;
  380.                                 send[2]=distance % 10;
  381.                                 send[3]=distance / 10 % 10;
  382.                                 send[4]=distance / 100 % 10;
  383.                                 send[5]=send[2]+send[3]+send[4];
  384.                                 fsxb=0;
  385.                                 SBUF=send[fsxb];
  386.                                 fsxb++;
  387.                         }
  388.                        
  389.                 }
  390.                 if(flag_300ms == 1)
  391.                 {               
  392.                         flag_300ms = 0;
  393.                         clock_h_l();    //报警函数
  394.                         if(beep == 1)
  395.                                 send_wave();        //测距离函数
  396.                         if(menu_1 == 0)
  397.                                 smg_display();         //处理距离显示函数
  398.                 }
  399.                 key();                                         //按键函数
  400.                 if(key_can < 10)
  401.                 {
  402.                         key_with();                         //按键处理函数
  403.                 }
  404.         }
  405. }

  407. /*********************定时器1中断服务程序************************/
  408. void time1_int() interrupt 3
  409. {       
  410.         static int value;                         //定时2ms中断一次
  411.         TH0 = 0x06;
  412.         display();                //数码管显示函数
  413.         value++;
  414.         if(value >= 1200)
  415. ……………………

  417. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
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沙发
ID:650421 发表于 2020-3-22 00:12 | 只看该作者
很好，拿来学习一下！
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