超声波测距仪原理图和单片机程序

ID:203888 · 发表于 2017-5-23 14:41

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#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#include <intrins.h>
//数码管段选定义 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
uchar code smg_du[]={0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0xa1,0x21,0xea,0x20,0xa0,
0x60,0x25,0x39,0x26,0x31,0x71,0xff}; //断码
uchar dis_smg[8] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};
//数码管位选定义
sbit smg_we1 = P3^4; //数码管位选定义
sbit smg_we2 = P3^5;
sbit smg_we3 = P3^6;
sbit smg_we4 = P3^7;
uint code wendu_buchang1[46] = { //温度补偿表格
331,332,333,333,334,334,335,336,336,337, // 0-9度
337,338,339,339,340,341,341,342,342,343, //10-19度
343,344,345,345,346,346,347,348,348,349, //20-29度
349,350,351,351,352,352,353,354,354,355, //30-39度
355,356,357,357,358,358 //40-45度
};
sbit dq = P2^4; //18b20 IO口的定义
uint temperature ; //
sbit c_send = P3^2; //超声波发射
sbit c_recive = P3^3; //超声波接收
sbit beep = P2^3; //蜂鸣器IO口定义
uchar smg_i = 3; //显示数码管的个位数
bit flag_300ms ;
long distance; //距离
uint set_d; //距离
uchar flag_csb_juli; //超声波超出量程
uint flag_time0; //用来保存定时器0的时候的
uchar menu_1; //菜单设计的变量
/*sfr WDT_CONTR=0xe1;*/ //看门狗（watch-dog-Timer）控制器
/***********************小延时函数*****************************/
void delay_uint(uint q)
{
while(q--);
}
/***********************1ms延时函数*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
/***********************处理距离函数****************************/
void smg_display()
{
dis_smg[0] = smg_du[distance % 10];
dis_smg[1] = smg_du[distance / 10 % 10];
dis_smg[2] = smg_du[distance / 100 % 10] & 0xdf; ;
}
/********************独立按键程序*****************/
uchar key_can; //按键值
void key() //独立按键程序
{
static uchar key_new;
key_can = 20; //按键值还原
P2 |= 0x07;
if((P2 & 0x07) != 0x07) //按键按下
{
delay_1ms(1); //按键消抖动
if(((P2 & 0x07) != 0x07) && (key_new == 1))
{ //确认是按键按下
key_new = 0;
switch(P2 & 0x07)
{
case 0x06: key_can = 3; break; //得到k2键值
case 0x05: key_can = 2; break; //得到k3键值
case 0x03: key_can = 1; break; //得到k4键值
}
}
}
else
key_new = 1;
}
/****************按键处理显示函数***************/
void key_with()
{
if(key_can == 1) //设置键
{
menu_1 ++;
if(menu_1 >= 3)
{
menu_1 = 0;
smg_i = 3; //只显示3位数码管
}
if(menu_1 == 1)
{
smg_i = 4; //只显示4位数码管
}
}
if(menu_1 == 1) //设置报警
{
if(key_can == 2)
{
set_d ++ ; //加1
if(set_d > 400)
set_d = 400;
}
if(key_can == 3)
{
set_d -- ; //减1
if(set_d <= 1)
set_d = 1;
}
dis_smg[0] = smg_du[set_d % 10]; //取小数显示
dis_smg[1] = smg_du[set_d / 10 % 10] ; //取个位显示
dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] & 0xdf ; //取十位显示
dis_smg[3] = 0x60; //a
}
}
/***********************18b20初始化函数*****************************/
void init_18b20()
{
bit q;
dq = 1; //把总线拿高
delay_uint(1); //15us
dq = 0; //给复位脉冲
delay_uint(80); //750us
dq = 1; //把总线拿高等待
delay_uint(10); //110us
q = dq; //读取18b20初始化信号
delay_uint(20); //200us
dq = 1; //把总线拿高释放总线
}
/*************写18b20内的数据***************/
void write_18b20(uchar dat)
{
uchar i;
for(i=0;i<8;i++)
{ //写数据是低位开始
dq = 0; //把总线拿低写时间隙开始
dq = dat & 0x01; //向18b20总线写数据了
delay_uint(5); // 60us
dq = 1; //释放总线
dat >>= 1;
}
}
/*************读取18b20内的数据***************/
uchar read_18b20()
{
uchar i,value;
for(i=0;i<8;i++)
{
dq = 0; //把总线拿低读时间隙开始
value >>= 1; //读数据是低位开始
dq = 1; //释放总线
if(dq == 1) //开始读写数据
value |= 0x80;
delay_uint(5); //60us 读一个时间隙最少要保持60us的时间
}
return value; //返回数据
}
/*************读取温度的值读出来的是小数***************/
uint read_temp()
{
uint value;
uchar low; //在读取温度的时候如果中断的太频繁了，就应该把中断给关了，否则会影响到18b20的时序
init_18b20(); //初始化18b20
write_18b20(0xcc); //跳过64位ROM
write_18b20(0x44); //启动一次温度转换命令
delay_uint(50); //500us
init_18b20(); //初始化18b20
write_18b20(0xcc); //跳过64位ROM
write_18b20(0xbe); //发出读取暂存器命令
EA = 0;
low = read_18b20(); //读温度低字节
value = read_18b20(); //读温度高字节
EA = 1;
value <<= 8; //把温度的高位左移8位
value |= low; //把读出的温度低位放到value的低八位中
value *= 0.0625; //转换到温度值
return value; //返回读出的温度
}
/****************报警函数***************/
void clock_h_l()
{
static uchar value;
if(distance <= set_d)
{
value ++; //消除实际距离在设定距离左右变化时的干扰
if(value >= 2)
{
beep = ~beep; //蜂鸣器报警
}
}
else
{
value = 0;
beep = 1; //取消报警
}
}
/***********************数码位选函数*****************************/
void smg_we_switch(uchar i)
{
switch(i)
{
case 0: smg_we1 = 0; smg_we2 = 1; smg_we3 = 1; smg_we4 = 1; break;
case 1: smg_we1 = 1; smg_we2 = 0; smg_we3 = 1; smg_we4 = 1; break;
case 2: smg_we1 = 1; smg_we2 = 1; smg_we3 = 0; smg_we4 = 1; break;
case 3: smg_we1 = 1; smg_we2 = 1; smg_we3 = 1; smg_we4 = 0; break;
}
}
/***********************数码显示函数*****************************/
void display()
{
static uchar i;
i++;
if(i >= smg_i)
i = 0;
smg_we_switch(i); //位选
P1 = dis_smg[i]; //段选
}
/******************小延时函数*****************/
void delay()
{
_nop_(); //执行一条_nop_()指令就是1us
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
/*********************超声波测距程序*****************************/
void send_wave()
{
c_send = 1; //10us的高电平触发
delay();
c_send = 0;
TH0 = 0; //给定时器0清零
TL0 = 0;
TR0 = 0; //关定时器0定时
while(c_recive); //当c_recive为1等待
TR0=1;
while(!c_recive) //当c_recive为0等待
{
flag_time0 = TH0 * 256 + TL0;
if((flag_time0 > 40000)) //当超声波超过测量范围时，显示3个888
{
TR0 = 0;
flag_csb_juli = 2;
distance = 888;
break ;
}
else
{
flag_csb_juli = 1;
}
}
if(flag_csb_juli == 1)
{
TR0=0; //关定时器0定时
distance =flag_time0; //读出定时器0的时间
if(temperature <= 45)
distance *= wendu_buchang1[temperature] / 2.0 * 0.0001; // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出来是米
else
distance *= 358 / 2.0 * 0.0001; // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出来是米
if((distance > 500)) //距离 = 速度 * 时间
{
distance = 888; //如果大于5.0m就超出超声波的量程
}
}
}
/*********************定时器0、定时器1初始化******************/
void time_init()
{
EA = 1; //开总中断
TMOD = 0X11; //定时器0、定时器1工作方式1
ET0 = 0; //关定时器0中断
TR0 = 1; //允许定时器0定时
ET1 = 1; //开定时器1中断
TR1 = 1; //允许定时器1定时
}
/***************主函数*****************/
void main()
{
beep = 0; //开机叫一声
delay_1ms(150);
P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff; //初始化单片机IO口为高电平
time_init(); //定时器初始化程序
init_18b20();
/*send_wave();
smg_display(); //处理距离显示函数
/*time_init(); //定时器初始化程序
send_wave(); //测距离函数
send_wave();*/ //测距离函数
do
{
if(flag_300ms == 0)
{
flag_300ms = 0;
clock_h_l(); //报警函数
temperature = read_temp(); //先读出温度的值
if(beep == 1)
send_wave(); //测距离函数
if(menu_1 == 0)
smg_display(); //处理距离显示函数
if(menu_1 == 2) //显示温度
{
dis_smg[0] = 0xf0;
dis_smg[1] = smg_du[temperature % 10]; //取温度的个位显示
dis_smg[2] = smg_du[temperature / 10 % 10] ; //取温度的十位显示
dis_smg[3] = 0xFF;
smg_display();
}
}
key(); //按键函数
if(key_can < 10)
{
key_with(); //按键处理函数
}
}while(1);
}
/*********************定时器1中断服务程序************************/
void time1_int() interrupt 3
{
static uchar value; //定时2ms中断一次
TH1 = 0xf8;
TL1 = 0x30; //2ms
display(); //数码管显示函数
value++;
if(value >= 150)
{
value = 0;
flag_300ms = 1;
}
}

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