带温度补偿的超声波测距程序之欧阳科创编.docx
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带温度补偿的超声波测距程序之欧阳科创编
/**程序：
基于HC-SR04的超声波测距系统
时间：
2021.02.05
创作：
欧阳科
*单片机型号：
STC90C51612MHz
*说明：
开始连续进行7次超声波测距，每次测距间隔80ms，
*完成后对7次结果排序并将最大的2个数值和最小的2个数值去除，对剩余的
*3个数值取平均值。
完成后指示灯灭，输出结果到LCD1602上。
测量超出范围则发出报警声。
*使用两个IO端口控制HC-SR04触发信号输入和回响信号输出，
*以及一个T0定时器用于时间计数。
*使用DS18B20测量环境温度，声速公式：
V=334.1m/s+Temperature*0.61，
*单片机晶振为12Mhz（11.953M），计数时为T=1us
*计算公式：
S=（334.1m/s+Temperature*0.61）*N*T/2，N为计数值=TH0*256+TL0*/
/*包含头文件*/
#include
#include
#defineDelay4us（）{_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;}
/*宏定义*/
#defineucharunsignedchar//无符号8位
#defineuintunsignedint//无符号16位
#defineulongunsignedlong//无符号32位
/*全局变量定义*/
sbitBEEP=P1^5;//报警测量超出范围
sbitTrig=P3^4;//HC-SR04触发信号输入
sbitEcho=P3^2;//HC-SR04回响信号输出
floatxdataDistanceValue=0.0;//测量的距离值
floatxdataSPEEDSOUND;//声速
floatxdataXTALTIME;//单片机计数周期
ucharxdatastringBuf[6];//数值转字符串缓冲
//LCD1602提示信息
ucharcodePrompts[][16]=
{
{"MeasureDistance"},//测量距离
{"-OutofRange-"},//超出测量范围
{"MAXrange400cm"},//测距最大值400cm
{"MINrange2cm"},//测距最小值2cm
{""},//清屏
};
ucharxdataDistanceText[]="Range:
";//测量结果字符串
ucharxdataTemperatureText[]="Temperature:
";//测量温度值
/*外部函数声明*/
externvoidLCD_Initialize（）;//LCD初始化
externvoidLCD_Display_String（uchar*,uchar）;
externvoidReadTemperatureFromDS18B20（）;
externintxdataCurTempInteger;
voidDelayMS（uintms）;//毫秒延时函数
voidDelay20us（）;//20微秒延时函数
voidHCSR04_Initialize（）;//HCSR04初始化
floatMeasuringDistance（）;//测量距离
floatDistanceStatistics（）;//测距的数值排序求平均
voidDisplayDistanceValue（floatdat）;//输出距离值到LCD1602上
ucharUnsigedIntToString（uintvalue）;//将无符号的整数转成字符串，返回字符串长度，不包括'\0'结束符
voidBeep（uchartime）;//蜂鸣器
voidDisplayTemperatureValue（）;//显示温度值
/***测量距离***/
floatMeasuringDistance（）
{
//最大定时时间约65ms
TH0=0;
TL0=0;
//生成20us的脉冲宽度的触发信号
Trig=1;
Delay20us（）;
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*XTALTIME*（（float）TH0*256+（float）TL0））/2000;//返回距离值（mm）
}
/***HCSR04初始化***/
voidHCSR04_Initialize（）
{
XTALTIME=12/12;//计算单片机计数周期晶振=12M单位us
SPEEDSOUND=334.1+25*0.61;//温度25度时声速的值
Trig=0;
Echo=0;
TMOD=0x01;
}
/***输出距离值到LCD1602上***/
voidDisplayDistanceValue（floatdat）
{
uchari=0,j=0,len;
uintvalue;
value=（uint）dat;
//范围检查大于4000mm和小于20mm都为超出测量范围
if（value>4000）
{
LCD_Display_String（Prompts[1],0x00）;
LCD_Display_String（Prompts[2],0x40）;
Beep
（2）;
}
elseif（value<20）
{
LCD_Display_String（Prompts[1],0x00）;
LCD_Display_String（Prompts[3],0x40）;
Beep
（2）;
}
else
{
len=UnsigedIntToString（value）;//将数值转换成字符串
//保留1位小数
while（stringBuf[i]!
='\0'）
{
if（len-j==1）
{
DistanceText[6+j]='.';
j++;
}else
{
DistanceText[6+j]=stringBuf[i];
i++;
j++;
}
}
DistanceText[6+j]='c';
j++;
DistanceText[6+j]='m';
i=7+j;
//剩余位置补空格
while（i<16）
{
DistanceText[i]='';
i++;
}
LCD_Display_String（DistanceText,0x40）;//LCD_Display_String（Prompts[0],0x00）;
}
}
/***显示温度值***/
voidDisplayTemperatureValue（）
{
TemperatureText[13]=CurTempInteger/10+'0';
TemperatureText[14]=CurTempInteger%10+'0';
TemperatureText[15]='C';
LCD_Display_String（TemperatureText,0x00）;
}
/***将无符号的整数转成字符串，返回字符串长度***/
ucharUnsigedIntToString（uintvalue）
{
uchari=0,t,length;
//从个位开始转换
do
{
stringBuf[i]='0'+value%10;
value=value/10;
i++;
}while（value!
=0）;
length=i;
//将字符串颠倒顺序
for（i=0;i<（length/2）;i++）
{
t=stringBuf[i];
stringBuf[i]=stringBuf[length-i-1];
stringBuf[length-i-1]=t;
}
stringBuf[length]='\0';
returnlength;
}
/***蜂鸣器***/
voidBeep（uchartime）
{
uchari;
for（i=0;i<100;i++）
{
BEEP=!
BEEP;
DelayMS（time）;
}
BEEP=0;
DelayMS（100）;
}
/***延时函数毫秒@12.000MHz***/
voidDelayMS（uintms）
{
uchari,j;
while（ms--）
{
_nop_（）;
i=2;
j=239;
do
{
while（--j）;
}while（--i）;
}
}
/***延时函数20微秒@12.000MHz***/
voidDelay20us（）
{
uchari;
_nop_（）;
i=7;
while（--i）;
}
/***定时器0中断***/
voidTimer0（）interrupt1
{
}
//DS18B20代码：
/*----------------------------------------------
*程序功能：
DS18B20温度检测程序
*单片机型号：
STC89C5212MHz
*晶振：
12Mhz
------------------------------------------------*/
/*包含头文件*/
#include
#include
/*宏定义*/
#defineucharunsignedchar//无符号8位
#defineuintunsignedint//无符号16位
sbitDS18B20_DQ=P3^3;//定义DS18B20端口DS18B20_DQ
intxdataCurTempInteger;//当前采集的温度值整数部分
intxdataCurTempDecimal;//当前采集的温度值小数部分
/***功能：
延时函数STC89C52@12MHz12T模式参数：
无返回：
无***/
voidDelayus（uintcount）
{
while（--count）;
}
/***功能：
DS18B20复位及状态检测参数：
无返回：
0或1，1表示未准备好，0表示准备好***/
ucharReset_DS18B20（）
{
ucharstatus;
DS18B20_DQ=1;
Delayus
（1）;
//开始复位过程
DS18B20_DQ=0;//数据线拉低
Delayus（100）;//延时480us-960us
DS18B20_DQ=1;//数据线拉高
Delayus（10）;//延时15us-60us
status=DS18B20_DQ;//读取数据线上的状态
Delayus（120）;
returnstatus;
}
/***功能：
写一字节到DS18B20中参数：
dat=数据返回：
无***/
voidWriteByteToDS18B20（uchardat）
{
uchari;
for（i=0;i<8;i++）
{
DS18B20_DQ=0;
DS18B20_DQ=dat&0x01;//发送1位数据
Delayus（15）;//延时60us以上
DS18B20_DQ=1;//释放总线，等待总线恢复
dat>>=1;//准备下一位数据
}
}
/***功能：
从DS18B20中读一字节参数：
无返回：
读取的数据***/
ucharReadByteFromDS18B20（）
{
uchari,dat=0;
for（i=0;i<8;i++）
{
DS18B20_DQ=0;//拉低总线，产生读信号
dat>>=1;
DS18B20_DQ=1;//释放总线，准备读1位数据
Delayus
（2）;//延时4us
if（DS18B20_DQ）dat|=0x80;//合并每位数据
Delayus（15）;//延时60us
DS18B20_DQ=1;//拉高总线，准备读下1位数据
}
returndat;
}
/***功能：
读取温度值并转换成有符号的数值形式参数：
无返回：
无***/
voidReadTemperatureFromDS18B20（）
{
ucharflag=0;//正负符号标志
//存储当前采集的温度值
ucharTempValue[]={0,0};
if（Reset_DS18B20（））//DS18B20复位
{
CurTempInteger=255;
CurTempDecimal=0;
}
else
{
WriteByteToDS18B20（0xCC）;//跳过ROM命令
WriteByteToDS18B20（0x44）;//温度转换命令
Reset_DS18B20（）;//复位
WriteByteToDS18B20（0xCC）;//跳过ROM命令
WriteByteToDS18B20（0xBE）;//读取温度暂存器命令
TempValue[0]=ReadByteFromDS18B20（）;//先读低字节温度值
TempValue[1]=ReadByteFromDS18B20（）;//后读高字节温度值
Reset_DS18B20（）;//复位
//计算温度值：
先进行正温度与负温度判断，高5位全为1（0xF8）则为负数
if（（TempValue[1]&0xF8）==0xF8）
{
//负温度计算：
取反加1，低字节为0时，高字节取反加1，否则不需要。
TempValue[1]=~TempValue[1];
TempValue[0]=~TempValue[0]+1;
if（TempValue[0]==0x00）TempValue[1]++;
flag=1;//负数标志
}
//将温度值分为整数和小数两部分存储（默认为12位精度）
CurTempInteger=（（TempValue[1]&0x07）<<4）|（（TempValue[0]&0xF0）>>4）;
if（flag）CurTempInteger=-CurTempInteger;
CurTempDecimal=（TempValue[0]&0x0F）*625;
}
}
//LCD1602程序代码：
/*程序功能：
1602液晶显示程序单片机型号：
STC90C16012MHz*/
/***1602液晶显示器控制端口分配，数据使用P0端口***/
sbitLCD_RS=P2^0;
sbitLCD_RW=P2^1;
sbitLCD_EN=P2^2;
/***功能：
毫秒级延时函数参数：
ms=毫秒数值返回：
无***/
voidLCDDelay（uintms）
{
uchari,j;
while（ms--）
{
_nop_（）;
i=2;
j=239;
do
{
while（--j）;
}while（--i）;
}
}
/***功能：
1602液晶忙状态检测参数：
无返回：
0或1，1表示状态忙，0表示状态闲***/
bitLCD_Busy_Check（）
{
bitresult;
LCD_RS=0;LCD_RW=1;LCD_EN=1;
Delay4us（）;
result=（bit）（P0&0x80）;
LCD_EN=0;
returnresult;
}
/***功能：
1602液晶写指令参数：
cmd=1602LCD指令返回：
无***/
voidWrite_LCD_Command（ucharcmd）
{
while（LCD_Busy_Check（））;
LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_EN=0;_nop_（）;_nop_（）;
P0=cmd;Delay4us（）;
LCD_EN=1;Delay4us（）;LCD_EN=0;
}
/***功能：
1602液晶写数据参数：
dat=一个字节数据返回：
无***/
voidWrite_LCD_Data（uchardat）
{
while（LCD_Busy_Check（））;
LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_EN=0;
P0=dat;Delay4us（）;
LCD_EN=1;Delay4us（）;LCD_EN=0;
}
/***功能：
设置1602液晶显示位置参数：
pos=位置地址值返回：
无***/
voidLCD_Set_POS（ucharpos）
{
Write_LCD_Command（pos|0x80）;
}
/*功能：
1602液晶初始化参数：
无返回：
无***/
voidLCD_Initialize（）
{
Write_LCD_Command（0x01）;LCDDelay（5）;
Write_LCD_Command（0x38）;LCDDelay（5）;
Write_LCD_Command（0x0C）;LCDDelay（5）;
Write_LCD_Command（0x06）;LCDDelay（5）;
}
/***功能：
在1602液晶指定的行上显示字符串（共两行，一行16个字符）
参数：
*str=字符串指针，LineNo=行首地址（第一行0x00，第二行0x40）
返回：
无***/
voidLCD_Display_String（uchar*str,ucharLineNo）
{
uchark;
LCD_Set_POS（LineNo）;
for（k=0;k<16;k++）
{
Write_LCD_Data（str[k]）;
}
}
/***功能：
在1602液晶指定位置显示一个字符（共两行，一行16个字符）
参数：
Dat=一个字符，X=列位置（0-15）Y=行位置（0，1）返回：
无***/
voidLCD_Display_OneChar（ucharDat,ucharX,ucharY）
{
Y&=0x01;//限制Y不能大于1（2行，0-1）
X&=0x0F;//限制X不能大于15（16个字符，0-15）
if（Y）{X|=0x40;}//当要在第二行显示时地址码+0x40;
X|=0x80;//算出指令码
Write_LCD_Command（X）;
Write_LCD_Data（Dat）;
}
/***主函数***/
voidmain（）
{
LCD_Initialize（）;//1602初始化
LCD_Display_String（Prompts[0],0x00）;
LCD_Display_String（Prompts[5],0x40）;
ReadTemperatureFromDS18B20（）;//测温度
HCSR04_Initialize（）;//HC-SR04初始化
while
（1）
{
Beep
（1）;
ReadTemperatureFromDS18B20（）;//测温度
DisplayTemperatureValue（）;
if（CurTempInteger<14）
CurTempInteger=14;
elseif（CurTempInteger>26）
CurTempInteger=26;
SPEEDSOUND=334.1+CurTempInteger*0.61;//计算声速
DistanceValue=DistanceStatistics（）;//测距并返回距离值
DisplayDistanceValue（DistanceValue）;//显示距离值
}
}
//测距的数值排序求平均
floatDistanceStatistics（）
{
uchari,j;
floatdisData[7],t;
//连续测距
for（i=0;i<7;i++）
{
disData[i]=MeasuringDistance（）;
DelayMS（80）;
}
//排序
for（j=0;j<=6;j++）
{
for（i=0;i<7-j;i++）
{
if（disData[i]>disData[i+1]）
{
t=disData[i];
disData[i]=disData[i+1];
disData[i+1]=t;
}
}
}
return（disData[2]+disData[3]+disData[4]）/3;
}
时间：
2021.02.05
创作：
欧阳科
升级会员 