超聲波測距儀原理圖和單片機程序

ID:203888 · 發表于 2017-5-23 14:41

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#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#include <intrins.h>
//數碼管段選定義 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}; //斷碼
uchar dis_smg[8] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};
//數碼管位選定義
sbit smg_we1 = P3^4; //數碼管位選定義
sbit smg_we2 = P3^5;
sbit smg_we3 = P3^6;
sbit smg_we4 = P3^7;
uint code wendu_buchang1[46] = { //溫度補償表格
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口的定義
uint temperature ; //
sbit c_send = P3^2; //超聲波發射
sbit c_recive = P3^3; //超聲波接收
sbit beep = P2^3; //蜂鳴器IO口定義
uchar smg_i = 3; //顯示數碼管的個位數
bit flag_300ms ;
long distance; //距離
uint set_d; //距離
uchar flag_csb_juli; //超聲波超出量程
uint flag_time0; //用來保存定時器0的時候的
uchar menu_1; //菜單設計的變量
/*sfr WDT_CONTR=0xe1;*/ //看門狗（watch-dog-Timer）控制器
/***********************小延時函數*****************************/
void delay_uint(uint q)
{
while(q--);
}
/***********************1ms延時函數*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
/***********************處理距離函數****************************/
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; ;
}
/********************獨立按鍵程序*****************/
uchar key_can; //按鍵值
void key() //獨立按鍵程序
{
static uchar key_new;
key_can = 20; //按鍵值還原
P2 |= 0x07;
if((P2 & 0x07) != 0x07) //按鍵按下
{
delay_1ms(1); //按鍵消抖動
if(((P2 & 0x07) != 0x07) && (key_new == 1))
{ //確認是按鍵按下
key_new = 0;
switch(P2 & 0x07)
{
case 0x06: key_can = 3; break; //得到k2鍵值
case 0x05: key_can = 2; break; //得到k3鍵值
case 0x03: key_can = 1; break; //得到k4鍵值
}
}
}
else
key_new = 1;
}
/****************按鍵處理顯示函數***************/
void key_with()
{
if(key_can == 1) //設置鍵
{
menu_1 ++;
if(menu_1 >= 3)
{
menu_1 = 0;
smg_i = 3; //只顯示3位數碼管
}
if(menu_1 == 1)
{
smg_i = 4; //只顯示4位數碼管
}
}
if(menu_1 == 1) //設置報警
{
if(key_can == 2)
{
set_d ++ ; //加1
if(set_d > 400)
set_d = 400;
}
if(key_can == 3)
{
set_d -- ; //減1
if(set_d <= 1)
set_d = 1;
}
dis_smg[0] = smg_du[set_d % 10]; //取小數顯示
dis_smg[1] = smg_du[set_d / 10 % 10] ; //取個位顯示
dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] & 0xdf ; //取十位顯示
dis_smg[3] = 0x60; //a
}
}
/***********************18b20初始化函數*****************************/
void init_18b20()
{
bit q;
dq = 1; //把總線拿高
delay_uint(1); //15us
dq = 0; //給復位脈沖
delay_uint(80); //750us
dq = 1; //把總線拿高等待
delay_uint(10); //110us
q = dq; //讀取18b20初始化信號
delay_uint(20); //200us
dq = 1; //把總線拿高釋放總線
}
/*************寫18b20內的數據***************/
void write_18b20(uchar dat)
{
uchar i;
for(i=0;i<8;i++)
{ //寫數據是低位開始
dq = 0; //把總線拿低寫時間隙開始
dq = dat & 0x01; //向18b20總線寫數據了
delay_uint(5); // 60us
dq = 1; //釋放總線
dat >>= 1;
}
}
/*************讀取18b20內的數據***************/
uchar read_18b20()
{
uchar i,value;
for(i=0;i<8;i++)
{
dq = 0; //把總線拿低讀時間隙開始
value >>= 1; //讀數據是低位開始
dq = 1; //釋放總線
if(dq == 1) //開始讀寫數據
value |= 0x80;
delay_uint(5); //60us 讀一個時間隙最少要保持60us的時間
}
return value; //返回數據
}
/*************讀取溫度的值讀出來的是小數***************/
uint read_temp()
{
uint value;
uchar low; //在讀取溫度的時候如果中斷的太頻繁了，就應該把中斷給關了，否則會影響到18b20的時序
init_18b20(); //初始化18b20
write_18b20(0xcc); //跳過64位ROM
write_18b20(0x44); //啟動一次溫度轉換命令
delay_uint(50); //500us
init_18b20(); //初始化18b20
write_18b20(0xcc); //跳過64位ROM
write_18b20(0xbe); //發出讀取暫存器命令
EA = 0;
low = read_18b20(); //讀溫度低字節
value = read_18b20(); //讀溫度高字節
EA = 1;
value <<= 8; //把溫度的高位左移8位
value |= low; //把讀出的溫度低位放到value的低八位中
value *= 0.0625; //轉換到溫度值
return value; //返回讀出的溫度
}
/****************報警函數***************/
void clock_h_l()
{
static uchar value;
if(distance <= set_d)
{
value ++; //消除實際距離在設定距離左右變化時的干擾
if(value >= 2)
{
beep = ~beep; //蜂鳴器報警
}
}
else
{
value = 0;
beep = 1; //取消報警
}
}
/***********************數碼位選函數*****************************/
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;
}
}
/***********************數碼顯示函數*****************************/
void display()
{
static uchar i;
i++;
if(i >= smg_i)
i = 0;
smg_we_switch(i); //位選
P1 = dis_smg[i]; //段選
}
/******************小延時函數*****************/
void delay()
{
_nop_(); //執行一條_nop_()指令就是1us
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
/*********************超聲波測距程序*****************************/
void send_wave()
{
c_send = 1; //10us的高電平觸發
delay();
c_send = 0;
TH0 = 0; //給定時器0清零
TL0 = 0;
TR0 = 0; //關定時器0定時
while(c_recive); //當c_recive為1等待
TR0=1;
while(!c_recive) //當c_recive為0等待
{
flag_time0 = TH0 * 256 + TL0;
if((flag_time0 > 40000)) //當超聲波超過測量范圍時，顯示3個888
{
TR0 = 0;
flag_csb_juli = 2;
distance = 888;
break ;
}
else
{
flag_csb_juli = 1;
}
}
if(flag_csb_juli == 1)
{
TR0=0; //關定時器0定時
distance =flag_time0; //讀出定時器0的時間
if(temperature <= 45)
distance *= wendu_buchang1[temperature] / 2.0 * 0.0001; // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出來是米
else
distance *= 358 / 2.0 * 0.0001; // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出來是米
if((distance > 500)) //距離 = 速度 * 時間
{
distance = 888; //如果大于5.0m就超出超聲波的量程
}
}
}
/*********************定時器0、定時器1初始化******************/
void time_init()
{
EA = 1; //開總中斷
TMOD = 0X11; //定時器0、定時器1工作方式1
ET0 = 0; //關定時器0中斷
TR0 = 1; //允許定時器0定時
ET1 = 1; //開定時器1中斷
TR1 = 1; //允許定時器1定時
}
/***************主函數*****************/
void main()
{
beep = 0; //開機叫一聲
delay_1ms(150);
P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff; //初始化單片機IO口為高電平
time_init(); //定時器初始化程序
init_18b20();
/*send_wave();
smg_display(); //處理距離顯示函數
/*time_init(); //定時器初始化程序
send_wave(); //測距離函數
send_wave();*/ //測距離函數
do
{
if(flag_300ms == 0)
{
flag_300ms = 0;
clock_h_l(); //報警函數
temperature = read_temp(); //先讀出溫度的值
if(beep == 1)
send_wave(); //測距離函數
if(menu_1 == 0)
smg_display(); //處理距離顯示函數
if(menu_1 == 2) //顯示溫度
{
dis_smg[0] = 0xf0;
dis_smg[1] = smg_du[temperature % 10]; //取溫度的個位顯示
dis_smg[2] = smg_du[temperature / 10 % 10] ; //取溫度的十位顯示
dis_smg[3] = 0xFF;
smg_display();
}
}
key(); //按鍵函數
if(key_can < 10)
{
key_with(); //按鍵處理函數
}
}while(1);
}
/*********************定時器1中斷服務程序************************/
void time1_int() interrupt 3
{
static uchar value; //定時2ms中斷一次
TH1 = 0xf8;
TL1 = 0x30; //2ms
display(); //數碼管顯示函數
value++;
if(value >= 150)
{
value = 0;
flag_300ms = 1;
}
}

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超聲波測距儀原理圖和單片機程序

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