基于51单片机的温度补偿的超声波测距系统设计(二)-优快云博客

1、简介
基于51单片机的带温度补偿的超声波测距系统。该设计使用AT89C51单片机、DS18B20温度传感器模块、HC_SR04超声波测距模块、LCD1602显示模块以及声光报警模块。用户可设置报警阈值，当实际距离小于设定阈值时启动声光报警。

2、主要功能
a.通过LCD1602显示实际距离、报警阈值、当前温度。

b.通过独立按键设置报警阈值。

c.当实际距离小于设定阈值时启动声光报警，并且报警频率随着距离减小而增加。

3、环境搭建
资料清单：C程序+仿真+设计报告+使用说明+元件清单+操作视频
仿真版本：Proteus8.6及以上版本
编译平台：Keil C51
编程语言：C语言

4、源程序
使用keil C51软件(内附安装包)实现程序编写与编译。

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

#define uchar unsigned char	// 以后unsigned char就可以用uchar代替
#define uint  unsigned int	// 以后unsigned int 就可以用uint 代替

sfr ISP_DATA  = 0xe2;			// 数据寄存器
sfr ISP_ADDRH = 0xe3;			// 地址寄存器高八位
sfr ISP_ADDRL = 0xe4;			// 地址寄存器低八位
sfr ISP_CMD   = 0xe5;			// 命令寄存器
sfr ISP_TRIG  = 0xe6;			// 命令触发寄存器
sfr ISP_CONTR = 0xe7;			// 命令寄存器


sbit LcdRs_P   = P2^7;		// 1602液晶的RS管脚       
//sbit LcdRw_P   = P2^6;		// 1602液晶的RW管脚 
sbit LcdEn_P   = P2^6;		// 1602液晶的EN管脚
sbit Trig_P    = P2^0;		// 超声波模块的Trig管脚
sbit Echo_P    = P2^1;		// 超声波模块的Echo管脚
sbit KeySet_P  = P1^1;		// “设置”按键的管脚
sbit KeyDown_P = P1^3;		// “减”按键的管脚
sbit KeyUp_P   = P1^2;		// “加”按键的管脚
sbit Buzzer_P  = P1^0;		// 蜂鸣器的管脚
sbit Led_P     = P1^0;		// LED报警灯的管脚
sbit DQ        = P1^4;		// 温度传感器的引脚定义


uint  gAlarm;							// 报警距离变量
float gSpeed;							// 保存超声波的速度值



/*********************************************************/
// 单片机内部EEPROM不使能
/*********************************************************/
void ISP_Disable()
{
	ISP_CONTR = 0;
	ISP_ADDRH = 0;
	ISP_ADDRL = 0;
}


/*********************************************************/
// 从单片机内部EEPROM读一个字节，从0x2000地址开始
/*********************************************************/
unsigned char EEPROM_Read(unsigned int add)
{
	ISP_DATA  = 0x00;
	ISP_CONTR = 0x83;
	ISP_CMD   = 0x01;
	ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8);
	ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff);
	// 对STC89C51系列来说，每次要写入0x46，再写入0xB9,ISP/IAP才会生效
	ISP_TRIG  = 0x46;	   
	ISP_TRIG  = 0xB9;
	_nop_();
	ISP_Disable();
	return (ISP_DATA);
}


/*********************************************************/
// 往单片机内部EEPROM写一个字节，从0x2000地址开始
/*********************************************************/
void EEPROM_Write(unsigned int add,unsigned char ch)
{
	ISP_CONTR = 0x83;
	ISP_CMD   = 0x02;
	ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8);
	ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff);
	ISP_DATA  = ch;
	ISP_TRIG  = 0x46;
	ISP_TRIG  = 0xB9;
	_nop_();
	ISP_Disable();
}


/*********************************************************/
// 擦除单片机内部EEPROM的一个扇区
// 写8个扇区中随便一个的地址，便擦除该扇区，写入前要先擦除
/*********************************************************/
void Sector_Erase(unsigned int add)	  
{
	ISP_CONTR = 0x83;
	ISP_CMD   = 0x03;
	ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8);
	ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff);
	ISP_TRIG  = 0x46;
	ISP_TRIG  = 0xB9;
	_nop_();
	ISP_Disable();
}



/*********************************************************/
// 毫秒级的延时函数，time是要延时的毫秒数
/*********************************************************/
void DelayMs(uint time)
{
	uint i,j;
	for(i=0;i<time;i++)
		for(j=0;j<112;j++);
}


/*********************************************************/
// 延时15微秒
/*********************************************************/
void Delay15us(void)
{
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
}


/*********************************************************/
// 1602液晶写命令函数，cmd就是要写入的命令
/*********************************************************/
void LcdWriteCmd(uchar cmd)
{ 
	LcdRs_P = 0;
//	LcdRw_P = 0;
	LcdEn_P = 0;
	P0=cmd;
	DelayMs(2);
	LcdEn_P = 1;    
	DelayMs(2);
	LcdEn_P = 0;	
}


/*********************************************************/
// 1602液晶写数据函数，dat就是要写入的数据
/*********************************************************/
void LcdWriteData(uchar dat)
{
	LcdRs_P = 1; 
	//LcdRw_P = 0;
	LcdEn_P = 0;
	P0=dat;
	DelayMs(2);
	LcdEn_P = 1;    
	DelayMs(2);
	LcdEn_P = 0;
}


/*********************************************************/
// 1602液晶初始化函数
/*********************************************************/
void LcdInit()
{
	LcdWriteCmd(0x38);        // 16*2显示，5*7点阵，8位数据口
	LcdWriteCmd(0x0C);        // 开显示，不显示光标
	LcdWriteCmd(0x06);        // 地址加1，当写入数据后光标右移
	LcdWriteCmd(0x01);        // 清屏
}


/*********************************************************/
// 液晶光标定位函数
/*********************************************************/
void LcdGotoXY(uchar line,uchar column)
{
	// 第一行
	if(line==0)        
		LcdWriteCmd(0x80+column); 
	// 第二行
	if(line==1)        
		LcdWriteCmd(0x80+0x40+column); 
}



/*********************************************************/
// 液晶输出字符串函数
/*********************************************************/
void LcdPrintStr(uchar *str)
{
	while(*str!='')
			LcdWriteData(*str++);
}


/*********************************************************/
// 液晶输出数字
/*********************************************************/
void LcdPrintNum(uint num)
{
	LcdWriteData(num/100+0x30);				// 百位
	LcdWriteData(num%100/10+0x30);		// 十位
	LcdWriteData(num%10+0x30);				// 个位
}


/*********************************************************/
// 在液晶上显示温度
/*********************************************************/
void LcdPrintTemp(int temp)
{
	if(temp<0)			 					
	{
		LcdWriteData('-');							// 负号	
		temp=0-temp;										// 负数转为正数
	}
	if(temp>999)					   			
	{
		LcdWriteData(temp/1000+0x30);		// 百位	
	}
	LcdWriteData(temp%1000/100+0x30);	// 十位
	LcdWriteData(temp%100/10+0x30);		// 个位
	LcdWriteData('.');			 					// 小数点
	LcdWriteData(temp%10+0x30);				// 小数后一位
	LcdWriteData(0xdf);								// 摄氏度符号
	LcdWriteData('C');
	LcdWriteData(' ');
}

5、proteus8.6仿真
采用proteus8.6软件(内附安装包)实现仿真设计，如下图所示。proteus软件一般存在高低版本兼容问题，该仿真是通过proteus8.6导出的，所以请尽量使用proteus8.6打开文件，低于proteus8.6的版本不能够正常使用，高于proteus8.6的版本除了proteus8.8/8.9理论上可以正常使用。

设置报警阈值：
在这里插入图片描述
当实际距离小于设定阈值时启动声光报警：