基于單片機的超生波測距系統課程設計(完整版)

　　

【正文】 i++。 Trig=0。 //連續讀兩個字節數據 b=tmpread()。 // 跳過序列號命令 tmpwritebyte(0x44)。 //寫 0 部分 i=8。 dat=dat1。 //讀出的數據最低位在最前面，這樣剛好 //一個字節在DAT 里 } return(dat)。 while(i0)i。 bit dat。 } void dsreset(void) //DS18B20 初始化 { uint i。i8。 write_data(shi+0x30)。 shi=temp%100/10。 write_(0x38)。 } void write_data(uchar Data) //1602 寫數據函數 { RS=1。a100。y0。 uchar code table1[]= juli:。 //超聲波模塊接口 sbit Echo=P3^2。 超聲波模塊探頭距離 兩個超聲波探頭即發射探頭和接收探頭和障礙物之間存在一個幾何角 度，當兩個探頭的距離很近并遠小于與被測物距離時這個幾何角度被忽略不計，這樣測得的距離才約等于實際距離，這也是本設計不可避免的誤差。 //顯示溫度數值 write_data(ly_dis[1]+0x30)。 //光標在第一行第 12列 for(i=0。 //光 標在第一行第一列 for(i=0。 //開顯示，無光標 write_(0x06)。 EN=1。 P0=mon。 //發送讀取數據命令 a=tmpread()。 //延時 tmpwritebyte(0xcc)。 } else { DS=0。0x01。 dat=(j7)|(dat1)。 i=8。 } bit tmpreadbit(void) //讀一位 { uint i。 6 軟件設計 13 程序流程圖 主程序流程圖 否 是 數據初始化 定時器初始化 顯示初始化 進入 while 循環 溫度計算 等待中斷是否觸發 聲速計算 超聲波測量觸發 距離計算 讀取定時器值 距離清零 Lcd 顯示 14 外部中斷 0 流程圖 子程序設計 子程序包括了 LCD 顯示模塊程序， DS18B20 溫度采集模塊程序。 本溫度控制系統采用外接供電方式，電 路圖如下圖 56所示 圖 55 DS18B20 管腳圖 10 圖 56 DS18B20 電路圖 DS18B20 的分辨率 DS18B20 溫度傳感器可完成對溫度的測量， 溫度分辨率的設 定 能夠 影響到溫度傳感器的轉換時間和轉換的精 確 度。 LCD1602 液晶 顯示 模塊的讀寫操作，屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。考慮到本系統的運行和調試，復位電路采用按鍵復位方式，如圖51 所示。 超聲波發射探頭 超聲波接收探頭 5 在空氣中，常溫下超聲波的傳播速度是 334m／ s，但其傳播速度 c 易受空氣中 溫度的影響，聲速與溫度關系如表 41所示，由此可修正超聲波傳播速度 為 T6 0 3 1c ?? 表 41 聲速與溫度關系表 溫度（℃） 30 20 10 0 10 20 30 40 聲速（ m/s） 313 319 325 332 338 344 350 356 可見，只要測得超聲波發射和接收回波的時間差 t 以及環境溫度 T，就能得到較為精確的距離。本模塊性能穩定，測度距離精確，模塊高精度，盲區小的優點。 51單片機具有功能強，體積小，可靠性好和價格便宜的優點，并且編程較為容易，程序的燒寫也較為簡單。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 c 與溫度有關，所以溫度的影響不能忽略不計，本方案中對聲速 c還添加了溫度補償。 2 設計 要求 設計并制作 一個 基于超聲波傳感器的測距系統 ，基本要求如下： 測量范圍 為； 測量精度 為 177。該 測距 系統由單片機 最小系統 模塊、溫度采集模塊、 超聲波測距模塊 ， LCD 顯示模塊 組 成。因此可廣泛應用于紙業、礦業、電廠、化工業、水處理廠、污水處理廠、農業用水、環保檢測、食品（酒業、飲料業、添加劑、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空間定位、公路限高等行業中。單片機利用聲波的傳播速度和發射脈沖到接收反射脈沖的時間間隔計算出障礙物的距離 ,并由單片機控制顯示出來。缺點： PIC 單片機價格貴， 燒寫器較貴，燒寫程序比較麻煩。 ℃，當電源電壓在 510V 之間 ，穩定度為 1﹪時，其各方面特性都滿足 了 本系統的設計要求。 4 工作原理 測距原理如圖 41 所示： s h d 測量目標 圖 41 被測距離 ? ?22 2d hs ?? 。 STC89C52 的 RST引腳為復位端，該引腳連續保持 2 個機器周期（ 24 個時鐘振動周期）以上高電平， 就 可 以 使單片機復位。 圖 52 為晶 振電路 圖 52 晶振電路 單片機的 I/O 口的分配 首先對 LCD和單片機的連接分配 I/O口， LCD的 E,RW,RS端分別為 ， 然后再對 HCSR04進行 I/O口分配， HCSR04的觸發控制信號輸入口 Trig為 ,回響信號輸出口 Echo 為 。 （ 3） 將數據或命令送至數據線。 圖 511 此模塊不宜帶電連接，如果要帶電連接，則先讓模塊的 Gnd 端先連接。 DS=1。 i++。 for(i=1。 for(j=1。 DS=1。i++。 delayb(1)。 //兩字節合成一個整型變量。 } void write_data(uchar Data) //1602 寫數據函數 { RS=1。 write_(0x38)。 shi=temp%100/10。 write_data(shi+0x30)。i8。 //顯示“ C”字母 } 18 7 誤差分析 溫度 環境溫度影響 聲速 是本設計中存在誤差最主要的原因。 //1602 管腳 sbit RW=P2^1。 uchar ly_dis[2]。 for(x=z。 count。 EN=1。 EN=0。//清屏 } //顯示數據 void display(uint temp) { uchar ge,shi,bai,qian,i。i++) write_data(table1[i])。i++) write_data(table2[i])。 for(i=0。 i=4。i++。i=8。j=8。 i=8。 } } } void tmpchange(void) //發送溫度轉換命令 { dsreset()。 tmpwritebyte(0xcc)。