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单片机超声波测距仪设计程序源码+电路图

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楼主
ID:444847 发表于 2018-12-12 14:37 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。其原理是：在单片机的控制下，通过超声波模块对距离的测量，利用数码管显示具体信息。若距离有误差可进行手动调整，以及复位操作。
本次课程设计主要实现的功能如下：
（1）能够实现在2cm至5m范围内距离的测量
（2）非测量范围，报警提示
（3）能够实现“复原”功能，由一个独立按键实现
（4）能实现调节误差，有三个按键实现。分别为“选择”按键，“加一”按键和“减一”按键组成。

制作出来的实物图如下：


电路原理图如下：


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;


  8. //数码管段选定义      0     1    2    3    4    5        6         7          8           9        
  9. uchar code smg_du[]={0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0xa1,0x21,0xea,0x20,0xa0,
  10.                                            0x60,0x25,0x39,0x26,0x31,0x71,0xff};         //断码


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

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

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

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

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

  33. uchar menu_1;           //菜单设计的变量


  36. /***********************1ms延时函数*****************************/
  37. void delay_1ms(uint q)
  38. {
  39.         uint i,j;
  40.         for(i=0;i<q;i++)
  41.                 for(j=0;j<120;j++);
  42. }

  44. /***********************处理距离函数****************************/
  45. void smg_display()
  46. {
  47.         dis_smg[0] = smg_du[distance % 10];
  48.         dis_smg[1] = smg_du[distance / 10 % 10];
  49.         dis_smg[2] = smg_du[distance / 100 % 10] & 0xdf; ;        
  50. }


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

  66. /* ================ 打开 ISP,IAP 功能 ================= */
  67. void ISP_IAP_enable(void)
  68. {
  69.          EA = 0;       /* 关中断   */
  70.          ISP_CONTR = ISP_CONTR & 0x18;       /* 0001,1000 */
  71.          ISP_CONTR = ISP_CONTR | WaitTime; /* 写入硬件延时 */
  72.          ISP_CONTR = ISP_CONTR | 0x80;       /* ISPEN=1  */
  73. }
  74. /* =============== 关闭 ISP,IAP 功能 ================== */
  75. void ISP_IAP_disable(void)
  76. {
  77.          ISP_CONTR = ISP_CONTR & 0x7f; /* ISPEN = 0 */
  78.          ISP_TRIG = 0x00;
  79.          EA   =   1;   /* 开中断 */
  80. }
  81. /* ================ 公用的触发代码 ==================== */
  82. void ISPgoon(void)
  83. {
  84.          ISP_IAP_enable();   /* 打开 ISP,IAP 功能 */
  85.          ISP_TRIG = 0x46;  /* 触发ISP_IAP命令字节1 */
  86.          ISP_TRIG = 0xb9;  /* 触发ISP_IAP命令字节2 */
  87.          _nop_();
  88. }
  89. /* ==================== 字节读 ======================== */
  90. unsigned char byte_read(unsigned int byte_addr)
  91. {
  92.         EA = 0;
  93.          ISP_ADDRH = (unsigned char)(byte_addr >> 8);/* 地址赋值 */
  94.          ISP_ADDRL = (unsigned char)(byte_addr & 0x00ff);
  95.          ISP_CMD   = ISP_CMD & 0xf8;   /* 清除低3位  */
  96.          ISP_CMD   = ISP_CMD | RdCommand; /* 写入读命令 */
  97.          ISPgoon();       /* 触发执行  */
  98.          ISP_IAP_disable();    /* 关闭ISP,IAP功能 */
  99.          EA  = 1;
  100.          return (ISP_DATA);    /* 返回读到的数据 */
  101. }
  102. /* ================== 扇区擦除 ======================== */
  103. void SectorErase(unsigned int sector_addr)
  104. {
  105.          unsigned int iSectorAddr;
  106.          iSectorAddr = (sector_addr & 0xfe00); /* 取扇区地址 */
  107.          ISP_ADDRH = (unsigned char)(iSectorAddr >> 8);
  108.          ISP_ADDRL = 0x00;
  109.          ISP_CMD = ISP_CMD & 0xf8;   /* 清空低3位  */
  110.          ISP_CMD = ISP_CMD | EraseCommand; /* 擦除命令3  */
  111.          ISPgoon();       /* 触发执行  */
  112.          ISP_IAP_disable();    /* 关闭ISP,IAP功能 */
  113. }
  114. /* ==================== 字节写 ======================== */
  115. void byte_write(unsigned int byte_addr, unsigned char original_data)
  116. {
  117.          EA  = 0;
  118. //         SectorErase(byte_addr);
  119.          ISP_ADDRH = (unsigned char)(byte_addr >> 8);  /* 取地址  */
  120.          ISP_ADDRL = (unsigned char)(byte_addr & 0x00ff);
  121.          ISP_CMD  = ISP_CMD & 0xf8;    /* 清低3位 */
  122.          ISP_CMD  = ISP_CMD | PrgCommand;  /* 写命令2 */
  123.          ISP_DATA = original_data;   /* 写入数据准备 */
  124.          ISPgoon();       /* 触发执行  */
  125.          ISP_IAP_disable();     /* 关闭IAP功能 */
  126.          EA =1;
  127. }


  130. /******************把数据保存到单片机内部eeprom中******************/
  131. void write_eeprom()
  132. {
  133.         SectorErase(0x2000);
  134.         byte_write(0x2000, set_d % 256);
  135.         byte_write(0x2001, set_d / 256);
  136.         byte_write(0x2058, a_a);        
  137. }

  139. /******************把数据从单片机内部eeprom中读出来*****************/
  140. void read_eeprom()
  141. {
  142.         set_d  = byte_read(0x2001);
  143.         set_d <<= 8;
  144.         set_d  |= byte_read(0x2000);
  145.         a_a      = byte_read(0x2058);
  146. }

  148. /**************开机自检eeprom初始化*****************/
  149. void init_eeprom()
  150. {
  151.         read_eeprom();                //先读
  152.         if(a_a != 1)                //新的单片机初始单片机内问eeprom
  153.         {
  154.                 set_d = 50;
  155.                 a_a = 1;
  156.                 write_eeprom();           //保存数据
  157.         }        
  158. }

  160. /********************独立按键程序*****************/
  161. uchar key_can;         //按键值

  163. void key()         //独立按键程序
  164. {
  165.         static uchar key_new;
  166.         key_can = 20;                   //按键值还原
  167.         P2 |= 0x07;
  168.         if((P2 & 0x07) != 0x07)                //按键按下
  169.         {
  170.                 delay_1ms(1);                     //按键消抖动
  171.                 if(((P2 & 0x07) != 0x07) && (key_new == 1))
  172.                 {                                                //确认是按键按下
  173.                         key_new = 0;
  174.                         switch(P2 & 0x07)
  175.                         {
  176.                                 case 0x06: key_can = 3; break;           //得到k2键值
  177.                                 case 0x05: key_can = 2; break;           //得到k3键值
  178.                                 case 0x03: key_can = 1; break;           //得到k4键值
  179.                         }
  180.                 }                        
  181.         }
  182.         else
  183.                 key_new = 1;        
  184. }

  186. /****************按键处理显示函数***************/
  187. void key_with()
  188. {
  189.         if(key_can == 1)                //设置键
  190.         {
  191.                 menu_1 ++;
  192.                 if(menu_1 >= 2)
  193.                 {
  194.                         menu_1 = 0;
  195.                         smg_i = 3;                //只显示3位数码管
  196.                 }
  197.                 if(menu_1 == 1)
  198.                 {
  199.                         smg_i = 4;           //只显示4位数码管
  200.                 }
  201.         }
  202.         if(menu_1 == 1)                        //设置报警
  203.         {
  204.                 if(key_can == 2)
  205.                 {
  206.                         set_d ++ ;                //加1
  207.                         if(set_d > 400)
  208.                                 set_d = 400;
  209.                 }
  210.                 if(key_can == 3)
  211.                 {
  212.                         set_d -- ;                //减1
  213.                         if(set_d <= 1)
  214.                                 set_d = 1;
  215.                 }
  216.                 dis_smg[0] = smg_du[set_d % 10];                   //取小数显示
  217.                 dis_smg[1] = smg_du[set_d / 10 % 10] ;         //取个位显示
  218.                 dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] & 0xdf ; //取十位显示
  219.                 dis_smg[3] = 0x60;                //a
  220.                 write_eeprom();                           //保存数据
  221.         }        
  222. }  

  224. /****************报警函数***************/
  225. void clock_h_l()
  226. {
  227.         static uchar value;
  228.         if(distance <= set_d)
  229.         {
  230.                 value ++;  //消除实际距离在设定距离左右变化时的干扰
  231.                 if(value >= 2)
  232.                 {
  233.                         beep = ~beep;           //蜂鸣器报警        
  234.                 }
  235.         }
  236.         else
  237.         {
  238.                 value = 0;
  239.                 beep = 1;                //取消报警
  240.         }        
  241. }

  243. /***********************数码位选函数*****************************/
  244. void smg_we_switch(uchar i)
  245. {
  246.         switch(i)
  247.         {
  248.                 case 0: smg_we1 = 0;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
  249.                 case 1: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 0; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 1; break;
  250.                 case 2: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 0;  smg_we4 = 1; break;
  251.                 case 3: smg_we1 = 1;  smg_we2 = 1; smg_we3 = 1;  smg_we4 = 0; break;
  252.         }        
  253. }

  255. /***********************数码显示函数*****************************/
  256. void display()
  257. {
  258.         static uchar i;   
  259.         i++;
  260.         if(i >= smg_i)
  261.                 i = 0;        
  262.         smg_we_switch(i);                 //位选
  263.         P1 = dis_smg[i];                 //段选               
  264. }

  266. /******************小延时函数*****************/
  267. void delay()
  268. {
  269.         _nop_();                            //执行一条_nop_()指令就是1us
  270.         _nop_();
  271.         _nop_();
  272.         _nop_();
  273.         _nop_();
  274.         _nop_();
  275.         _nop_();
  276.         _nop_();
  277.         _nop_();  
  278.         _nop_();
  279. }


  282. /*********************超声波测距程序*****************************/
  283. void send_wave()
  284. {
  285.         c_send = 1;                           //10us的高电平触发
  286.         delay();
  287.         c_send = 0;         
  288.         TH0 = 0;                          //给定时器0清零
  289.         TL0 = 0;
  290.         TR0 = 0;                                  //关定时器0定时
  291.         while(!c_recive);                  //当c_recive为零时等待
  292.         TR0=1;
  293.         while(c_recive)                      //当c_recive为1计数并等待
  294.         {
  295.                 flag_time0 = TH0 * 256 + TL0;
  296.                 if((flag_time0 > 40000))      //当超声波超过测量范围时，显示3个888
  297.                 {
  298.                         TR0 = 0;
  299.                         flag_csb_juli = 2;
  300.                         distance = 888;
  301.                         break ;               
  302.                 }
  303.                 else
  304.                 {
  305.                         flag_csb_juli = 1;        
  306.                 }
  307.         }
  308.         if(flag_csb_juli == 1)
  309.         {        
  310.                 TR0=0;                                                         //关定时器0定时
  311.                 distance =flag_time0;                         //读出定时器0的时间
  312.                 distance *= 0.017;               // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出来是米
  313.                 if((distance > 500))                                 //距离 = 速度 * 时间
  314.                 {        
  315.                         distance = 888;                                 //如果大于3.8m就超出超声波的量程
  316.                 }
  317.         }  
  318. }


  321. /*********************定时器0、定时器1初始化******************/
  322. void time_init()         
  323. {
  324.         EA  = 1;                   //开总中断
  325.         TMOD = 0X11;          //定时器0、定时器1工作方式1
  326.         ET0 = 0;                  //关定时器0中断
  327.         TR0 = 1;                  //允许定时器0定时
  328.         ET1 = 1;                  //开定时器1中断
  329.         TR1 = 1;                  //允许定时器1定时        
  330. }



  334. /***************主函数*****************/
  335. void main()
  336. {
  337.         beep = 0;                 //开机叫一声   
  338. ……………………

  340. …………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:460720 发表于 2019-1-9 09:20 来自手机 | 只看该作者
谢谢楼主分享，真的收获很大
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