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標題: 超聲波測試儀的設計仿真 [打印本頁]

作者: 紅燒鯉魚 時間: 2018-12-5 10:39
標題: 超聲波測試儀的設計仿真

#include <reg51.h> //預處理命令，定義SFR的頭
#include <math.h>
#include <intrins.h>    //內部函數庫文件
#define uchar unsigned char       //定義縮寫字符uchar
#define uint unsigned int //定義縮寫字符uint
#define lcd_data P0          //定義LCD1602接口 P0
sbit DQ =P1^7;       //將18B20DQ位定義為P1.7引腳
sbit lcd_RS=P2^0;    //將18B20RS位定義為P2.0引腳
sbit lcd_RW=P2^1;    //將18B20RW位定義為P2.1引腳
sbit lcd_EN=P2^2;    //將18B20EN位定義為P2.2引腳
sbit BEEP=P3^0;          //測量超出指定范圍，報警
sbit Trig=P2^5;    //HC-SR04觸發信號輸入
sbit Echo=P2^6;    //HC-SR04回響信號輸出
uint Distance;       //測量的距離值
uint SPEEDSOUND; //聲速
uint t[2];             //將距離轉換成十進制數時，中間變量
uchar Buffer1[12]={0x20,0x20,0x20,0x20,0x63,0x6d,'\0'};    //距離顯示cm
uchar tab[16]={0x20,0x20,0x20,0x20,0x44,0x69,0x73,0x74,0x61,0x6e,0x63,0x65,'\0'};  //顯示"Distance"
/**********lcd顯示子程序************/
void delay20us(void)       //20us延時
{
  unsigned char a;
  for(a=100;a>0;a--);
  }

void delay_20ms(void)       /*延時20ms函數*/
{
uchar i,temp;             //聲明變量i，temp
for(i = 20;i > 0;i--)    //循環
{
temp = 248;             //給temp賦值248
while(--temp);          //temp減1是否等于0，否則繼續執行該行
temp = 248;             //給temp賦值248
while(--temp);          //temp減1是否等于0，否則繼續執行該行
}
}
void delay_38us(void)       /*延時38us函數*/
{ uchar temp;             //聲明變量temp
temp = 18;                //給temp賦值
while(--temp);          //temp減1是否等于0，否則繼續執行該行
}
void delay_1520us(void)       /*延時1520us函數*/
{  uchar i,temp;             //聲明變量i，temp
for(i = 3;i > 0;i--)       //循環
{
temp = 252;                //給temp賦值
while(--temp);             //temp減1是否等于0，否則繼續執行該行
}
}
uchar lcd_rd_status( )       /*讀取lcd1602的狀態，主要用于判斷忙*/
{
uchar tmp_sts;                //聲明變量tmp_sts
lcd_data = 0xff;             //初始化P3口
lcd_RW = 1;                   //RW =1  讀
lcd_RS = 0;                   //RS =0  命令,合起來表示讀命令(狀態)
lcd_EN = 1;                   //EN=1,打開EN，LCD1602開始輸出命令數據，100nS之后命令數據有效
tmp_sts = lcd_data;          //讀取命令到tmp_sts
lcd_EN = 0;                   //關掉LCD1602
lcd_RW = 0;                   //把LCD1602設置成寫
return tmp_sts;             //函數返回值tmp_sts
}
void lcd_wr_com(uchar command )  /*寫一個命令到LCD1602*/
{
  while(0x80&lcd_rd_status()); //寫之前先判斷LCD1602是否忙，看讀出的命令的最高位是否為1，為1表示忙，繼續讀，直到不忙
  lcd_RW = 0;
  lcd_RS = 0;                //RW=0，RS=0 寫命令
  lcd_data = command;       //把需要寫的命令寫到數據線上
  lcd_EN = 1;
  lcd_EN = 0;                //EN輸出高電平脈沖，命令寫入
}
void lcd_wr_data(uchar sjdata )  /*寫一個顯示數據到lcd1602*/
{
while(0x80&lcd_rd_status());  //寫之前先判斷lcd1602是否忙，看讀出的命令的最高位是否為1，為1表示忙，繼續讀，直到不忙
lcd_RW = 0;
lcd_RS = 1;                //RW=0，RS=1 寫顯示數據
lcd_data = sjdata ;          //把需要寫的顯示數據寫到數據線上
lcd_EN = 1;
lcd_EN = 0;                //EN輸出高電平脈沖，命令寫入
lcd_RS = 0;
}
void Init_lcd(void)          /*初始化lcd1602*/
{
  delay_20ms();             //調用延時
  lcd_wr_com(0x38);          //設置16*2格式，5*8點陣，8位數據接口
  delay_38us();             //調用延時
  lcd_wr_com(0x0c);          //開顯示，不顯示光標
  delay_38us();             //調用延時
  lcd_wr_com(0x01);          //清屏
  delay_1520us();             //調用延時
  lcd_wr_com(0x06);          //顯示一個數據后光標自動+1
}
void GotoXY(uchar x, uchar y)  //設定位置，x為行，y為列
{
if(y==0)          //如果y=0，則顯示位置為第一行
lcd_wr_com(0x80|x);
if(y==1)
lcd_wr_com(0xc0|x);    //如果y=1，則顯示位置為第二行
}

void Print(uchar *str)    //顯示字符串函數
{
while(*str!='\0')    //判斷字符串是否顯示完
{
lcd_wr_data(*str);    //寫數據
str++;
}
}
void LCD_Print(uchar x, uchar y, uchar *str)//x為行值，y為列值，str是要顯示的字符串
{
  GotoXY(x,y);    //設定顯示位置
  Print(str);    //顯示字符串
}

/****溫度轉換函數，2字節轉換為1字節 *****************/

void convert1()                //溫度轉化程序,存放在x
{
uchar x=0x00;    //變量初始化
if(t[1]>0x07)             //判斷溫度為負值
{
x=14;
}
else                   //溫度為正值
t[1]<<=4;             //將高字節左移4位
t[1]=t[1]&0x70;          //取出高字節的3個有效數字位
x=t[0];             //將t[0]暫存到X,因為取小數部分還要用到它
x>>=4;    //右移4位
x=x&0x0f;    //和前面兩句就是取出t[0]的高四位
t[1]=t[1]|x;    //將高低字節的有效值的整數部分拼成一個字節
x=t[1];
  }

/*******************DS18B20初始化函數**********************/

void delay_18B20(uint i) //延時程序
{
while(i--);
}
void Init_DS18B20(void)    //ds18b20初始化函數
{
   uchar x=0;
   DQ = 1;       //DQ復位
   delay_18B20(8);    //稍做延時
   DQ = 0;       //單片機將DQ拉低
   delay_18B20(80); //精確延時大于480us
   DQ = 1;       //拉高總線
   delay_18B20(14);
   x=DQ;             //稍做延時后如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗
   delay_18B20(20);
}
uchar ReadOneChar(void)    //ds18b20讀一個字節函數
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat0 = 0;
for (i=8;i>0;i--)
   {
   DQ = 0;                   //讀前總線保持為低
   dat0>>=1;
   DQ = 1;                   //開始讀總線釋放
   if(DQ)    //從DS18B20總線讀得一位
   dat0|=0x80;
   delay_18B20(4);    //延時一段時間
   }
return(dat0);       //返回數據
}
void WriteOneChar(uchar dat1)    //ds18b20寫一個字節函數
{
uchar i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
    DQ = 0;    //開始寫入DS18B20總線要處于復位（低）狀態
DQ = dat1&0x01;    //寫入下一位
delay_18B20(5);
DQ = 1;    //重新釋放總線
dat1>>=1;    //把一個字節分成8個BIT環移給DQ
}
}
void ReadTemperature()       //讀取ds18b20當前溫度
{
delay_18B20(80);             //延時一段時間
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC);       // 跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0x44);          // 啟動溫度轉換
delay_18B20(80);             // 延時一段時間
Init_DS18B20(); //DS18B20初始化
WriteOneChar(0xCC);          //跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0xBE);          //讀取溫度寄存器等（共可讀9個寄存器）前兩個就是溫度
delay_18B20(80);       //延時一段時間
t[0]=ReadOneChar();       //讀取溫度值低位
t[1]=ReadOneChar();          //讀取溫度值高位
}

void HCSR04_Initialize()    //HCSR04初始化
{
  SPEEDSOUND=334.1+25*0.61; //溫度25度時聲速的值
  Trig=0;
  Echo=0;
  TMOD=0x01; //T0定時方式1
}

float MeasuringDistance() //測量距離
{
TH0=0;  TL0=0;    //最大定時時間約65ms
  Trig=1;       //生成20us脈沖寬度的觸發信號
  delay20us();    //20us脈沖
  Trig=0;
  while(!Echo);    //等待回響信號變高電平
TR0=1;    //啟動定時器0
  while(Echo); //等待回響信號變低電平
TR0=0;                //關閉定時器0
return (SPEEDSOUND*(TH0*256+TL0))/2000; }  //返回距離值mm

void DisplayDistance() //顯示距離
{
Distance= MeasuringDistance();
if(Distance<20)
{
BEEP=0;
}
t[1]=Distance/10;
Buffer1[1]=t[1]/100+0x30; //加0x30 為變 0~9 ASCII碼
Buffer1[2]=(t[1]%100)/10+0x30;    //分離出十位
Buffer1[3]=(t[1]%100)%10+0x30;    //分離出個位
LCD_Print(4,1,Buffer1);          //顯示距離
}

/*************************main主程序*********************/
void main(void)
{
uchar x;
BEEP=1;    //關閉報警
delay_20ms();          //系統延時20ms啟動
   Init_lcd();                      //調用LCD初始化函數
delay_20ms();    //延時一段時間
LCD_Print(0,0,tab);
HCSR04_Initialize();    //HC-SR04初始化
while(1)
{
ReadTemperature();       //測溫度,存放在t[1]t[0]
delay_18B20(100);
convert1();             //溫度轉換，存放在x
if(x<14)             //溫度界限判斷
   x=14;
else if(x>26)
   x=26;
SPEEDSOUND=334.1+x*0.61; //聲速修正M/S
DisplayDistance(); //顯示距離值
}
}

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