超声波测试仪的设计仿真 -

标题: 超声波测试仪的设计仿真 [打印本页]

作者: 红烧鲤鱼 时间: 2018-12-5 10:39
标题: 超声波测试仪的设计仿真

#include <reg51.h> //预处理命令，定义SFR的头
#include <math.h>
#include <intrins.h>    //内部函数库文件
#define uchar unsigned char       //定义缩写字符uchar
#define uint unsigned int //定义缩写字符uint
#define lcd_data P0          //定义LCD1602接口 P0
sbit DQ =P1^7;       //将18B20DQ位定义为P1.7引脚
sbit lcd_RS=P2^0;    //将18B20RS位定义为P2.0引脚
sbit lcd_RW=P2^1;    //将18B20RW位定义为P2.1引脚
sbit lcd_EN=P2^2;    //将18B20EN位定义为P2.2引脚
sbit BEEP=P3^0;          //测量超出指定范围，报警
sbit Trig=P2^5;    //HC-SR04触发信号输入
sbit Echo=P2^6;    //HC-SR04回响信号输出
uint Distance;       //测量的距离值
uint SPEEDSOUND; //声速
uint t[2];             //将距离转换成十进制数时，中间变量
uchar Buffer1[12]={0x20,0x20,0x20,0x20,0x63,0x6d,'\0'};    //距离显示cm
uchar tab[16]={0x20,0x20,0x20,0x20,0x44,0x69,0x73,0x74,0x61,0x6e,0x63,0x65,'\0'};  //显示"Distance"
/**********lcd显示子程序************/
void delay20us(void)       //20us延时
{
  unsigned char a;
  for(a=100;a>0;a--);
  }

void delay_20ms(void)       /*延时20ms函数*/
{
uchar i,temp;             //声明变量i，temp
for(i = 20;i > 0;i--)    //循环
{
temp = 248;             //给temp赋值248
while(--temp);          //temp减1是否等于0，否则继续执行该行
temp = 248;             //给temp赋值248
while(--temp);          //temp减1是否等于0，否则继续执行该行
}
}
void delay_38us(void)       /*延时38us函数*/
{ uchar temp;             //声明变量temp
temp = 18;                //给temp赋值
while(--temp);          //temp减1是否等于0，否则继续执行该行
}
void delay_1520us(void)       /*延时1520us函数*/
{  uchar i,temp;             //声明变量i，temp
for(i = 3;i > 0;i--)       //循环
{
temp = 252;                //给temp赋值
while(--temp);             //temp减1是否等于0，否则继续执行该行
}
}
uchar lcd_rd_status( )       /*读取lcd1602的状态，主要用于判断忙*/
{
uchar tmp_sts;                //声明变量tmp_sts
lcd_data = 0xff;             //初始化P3口
lcd_RW = 1;                   //RW =1  读
lcd_RS = 0;                   //RS =0  命令,合起来表示读命令(状态)
lcd_EN = 1;                   //EN=1,打开EN，LCD1602开始输出命令数据，100nS之后命令数据有效
tmp_sts = lcd_data;          //读取命令到tmp_sts
lcd_EN = 0;                   //关掉LCD1602
lcd_RW = 0;                   //把LCD1602设置成写
return tmp_sts;             //函数返回值tmp_sts
}
void lcd_wr_com(uchar command )  /*写一个命令到LCD1602*/
{
  while(0x80&lcd_rd_status()); //写之前先判断LCD1602是否忙，看读出的命令的最高位是否为1，为1表示忙，继续读，直到不忙
  lcd_RW = 0;
  lcd_RS = 0;                //RW=0，RS=0 写命令
  lcd_data = command;       //把需要写的命令写到数据线上
  lcd_EN = 1;
  lcd_EN = 0;                //EN输出高电平脉冲，命令写入
}
void lcd_wr_data(uchar sjdata )  /*写一个显示数据到lcd1602*/
{
while(0x80&lcd_rd_status());  //写之前先判断lcd1602是否忙，看读出的命令的最高位是否为1，为1表示忙，继续读，直到不忙
lcd_RW = 0;
lcd_RS = 1;                //RW=0，RS=1 写显示数据
lcd_data = sjdata ;          //把需要写的显示数据写到数据线上
lcd_EN = 1;
lcd_EN = 0;                //EN输出高电平脉冲，命令写入
lcd_RS = 0;
}
void Init_lcd(void)          /*初始化lcd1602*/
{
  delay_20ms();             //调用延时
  lcd_wr_com(0x38);          //设置16*2格式，5*8点阵，8位数据接口
  delay_38us();             //调用延时
  lcd_wr_com(0x0c);          //开显示，不显示光标
  delay_38us();             //调用延时
  lcd_wr_com(0x01);          //清屏
  delay_1520us();             //调用延时
  lcd_wr_com(0x06);          //显示一个数据后光标自动+1
}
void GotoXY(uchar x, uchar y)  //设定位置，x为行，y为列
{
if(y==0)          //如果y=0，则显示位置为第一行
lcd_wr_com(0x80|x);
if(y==1)
lcd_wr_com(0xc0|x);    //如果y=1，则显示位置为第二行
}

void Print(uchar *str)    //显示字符串函数
{
while(*str!='\0')    //判断字符串是否显示完
{
lcd_wr_data(*str);    //写数据
str++;
}
}
void LCD_Print(uchar x, uchar y, uchar *str)//x为行值，y为列值，str是要显示的字符串
{
  GotoXY(x,y);    //设定显示位置
  Print(str);    //显示字符串
}

/****温度转换函数，2字节转换为1字节 *****************/

void convert1()                //温度转化程序,存放在x
{
uchar x=0x00;    //变量初始化
if(t[1]>0x07)             //判断温度为负值
{
x=14;
}
else                   //温度为正值
t[1]<<=4;             //将高字节左移4位
t[1]=t[1]&0x70;          //取出高字节的3个有效数字位
x=t[0];             //将t[0]暂存到X,因为取小数部分还要用到它
x>>=4;    //右移4位
x=x&0x0f;    //和前面两句就是取出t[0]的高四位
t[1]=t[1]|x;    //将高低字节的有效值的整数部分拼成一个字节
x=t[1];
  }

/*******************DS18B20初始化函数**********************/

void delay_18B20(uint i) //延时程序
{
while(i--);
}
void Init_DS18B20(void)    //ds18b20初始化函数
{
   uchar x=0;
   DQ = 1;       //DQ复位
   delay_18B20(8);    //稍做延时
   DQ = 0;       //单片机将DQ拉低
   delay_18B20(80); //精确延时大于480us
   DQ = 1;       //拉高总线
   delay_18B20(14);
   x=DQ;             //稍做延时后如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败
   delay_18B20(20);
}
uchar ReadOneChar(void)    //ds18b20读一个字节函数
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat0 = 0;
for (i=8;i>0;i--)
   {
   DQ = 0;                   //读前总线保持为低
   dat0>>=1;
   DQ = 1;                   //开始读总线释放
   if(DQ)    //从DS18B20总线读得一位
   dat0|=0x80;
   delay_18B20(4);    //延时一段时间
   }
return(dat0);       //返回数据
}
void WriteOneChar(uchar dat1)    //ds18b20写一个字节函数
{
uchar i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
    DQ = 0;    //开始写入DS18B20总线要处于复位（低）状态
DQ = dat1&0x01;    //写入下一位
delay_18B20(5);
DQ = 1;    //重新释放总线
dat1>>=1;    //把一个字节分成8个BIT环移给DQ
}
}
void ReadTemperature()       //读取ds18b20当前温度
{
delay_18B20(80);             //延时一段时间
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC);       // 跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44);          // 启动温度转换
delay_18B20(80);             // 延时一段时间
Init_DS18B20(); //DS18B20初始化
WriteOneChar(0xCC);          //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE);          //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）前两个就是温度
delay_18B20(80);       //延时一段时间
t[0]=ReadOneChar();       //读取温度值低位
t[1]=ReadOneChar();          //读取温度值高位
}

void HCSR04_Initialize()    //HCSR04初始化
{
  SPEEDSOUND=334.1+25*0.61; //温度25度时声速的值
  Trig=0;
  Echo=0;
  TMOD=0x01; //T0定时方式1
}

float MeasuringDistance() //测量距离
{
TH0=0;  TL0=0;    //最大定时时间约65ms
  Trig=1;       //生成20us脉冲宽度的触发信号
  delay20us();    //20us脉冲
  Trig=0;
  while(!Echo);    //等待回响信号变高电平
TR0=1;    //启动定时器0
  while(Echo); //等待回响信号变低电平
TR0=0;                //关闭定时器0
return (SPEEDSOUND*(TH0*256+TL0))/2000; }  //返回距离值mm

void DisplayDistance() //显示距离
{
Distance= MeasuringDistance();
if(Distance<20)
{
BEEP=0;
}
t[1]=Distance/10;
Buffer1[1]=t[1]/100+0x30; //加0x30 为变 0~9 ASCII码
Buffer1[2]=(t[1]%100)/10+0x30;    //分离出十位
Buffer1[3]=(t[1]%100)%10+0x30;    //分离出个位
LCD_Print(4,1,Buffer1);          //显示距离
}

/*************************main主程序*********************/
void main(void)
{
uchar x;
BEEP=1;    //关闭报警
delay_20ms();          //系统延时20ms启动
   Init_lcd();                      //调用LCD初始化函数
delay_20ms();    //延时一段时间
LCD_Print(0,0,tab);
HCSR04_Initialize();    //HC-SR04初始化
while(1)
{
ReadTemperature();       //测温度,存放在t[1]t[0]
delay_18B20(100);
convert1();             //温度转换，存放在x
if(x<14)             //温度界限判断
   x=14;
else if(x>26)
   x=26;
SPEEDSOUND=334.1+x*0.61; //声速修正M/S
DisplayDistance(); //显示距离值
}
}

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