基于单片机的超声波测距及仿真

基于单片机的超声波测距及仿真内容摘要：

时钟电路 按键电路 我们通过 来启动测量，程序中通过查询 的电平来检测是否按键被按下，电路原理如下： 图 7 按键电路 当按下按键时 为低电平，单片机通过 查询到低电平开始测量距离，当松开按键， 即为高电平。 在软件中通过软件延时来消除按键的机械抖动。 蜂鸣器电路 . . 工作原理：当 输出高电平时， Q3 导通， Q5 截止，蜂鸣器回路开路，蜂鸣器不响。 当 输出高电平 时， Q3 截止， Q5 导通，蜂鸣器回路闭合，蜂鸣器发出响声。 电路组成如图 8 示： 图 8 蜂鸣器电路 温度采集 DS18B20 电路 物理学告诉我们，超声波在空气中的传播速度为： TC G  ，由此可见，超声波的速度和温度密切关系，即温度每增加 1176。 C，超声波速度约增加 ，本次我们考虑温度补偿，以使我们的设计更加精确，温度的采集通常使用 DS18B20 一线式数字温度传感器，电路非常简洁，具体电路图如下图所示。 DS18B20 是美国 DALLS 公司推出的 DS1820 的替代产品，具有 1 12 位的转换精度，未编程时默认的精度是 12 位，测量精度一般为 176。 C，软件处理后可以达到 176。 C，温度输出以 16 位符号扩展的二进制数形式提供，低位在先，以 176。 C/LSB 形式表达。 其中高五位为扩展符号位。 转换周期与转换精度有关， 9 位转换精度时，最大转换时间为 ms， 12 位转换精度时，最大转 换时间为 750ms。 DS18B20 引. . 脚判断方法是：字面朝人，从左到右依次是 1 （ GND）、 2（输入 /输出）、 3（ VDD）。 图中的R4 为上拉电阻，阻值选 5K 左右。 图 DS18B20 温度传感器 LCD 显示电路 本设计采用 LCD 液晶显示屏显示。 其具有体积小、功耗低、界面美观大方等优点，这里使用 YB1602 液晶屏， 1602 显示模块用点阵图形显示字符，显示模式分为 2 行 16 个字符。 它具有 16 个引脚，其正面左起为第一脚，如下图所示： 第一脚 GND：接地。 第二脚 VCC： +5V 电源。 第三脚 VO：对比度调整端。 使用时通过接一个 10K 的电阻来调节。 第四脚 RS:寄存器选择信号线。 第五脚 RW:读写信号线。 第六脚 E：使能端，当 E 由高电平跳变为低电 平时执行命令。 第 7~14 脚： 8 位数据线 D0~D7。 第十五脚 BLA:背光电源正极输入端。 第十六脚 BLK:背光电源负极输入端。 . . 图 LCD 显示电路 1602液晶模块内部的字符发生存储器（ CGROM)已经存储了 160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母 “A”的代码是 01000001B（ 41H），显示时模块把地址 41H 中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母 “A”。 因为 1602识别 的是 ASCII 码，试验可以用 ASCII 码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如 39。 A’。 1602通过 D0~D7的 8位数据端传输数据和指令。 显示模式设置： (初始化 ) 0011 0000 [0x38]设置 162显示， 57点阵， 8位数据接口； 显示开关及光标设置： (初始化 ) 0000 1DCB D 显示 (1有效 )、 C 光标显示 (1有效 )、 B 光标闪烁 (1有效 ) 0000 01NS N=1(读或写一个字符后地址指针加 1 amp。 光标加 1)， . . N=0(读或写一个字符后地址指针减 1 amp。 光标减 1)， S=1 且 N=1 (当写一个字符后，整屏显示左移 ) s=0 当写一个字符后，整屏显示不移动 数据指针设置： 数据首地址为 80H，所以数据地址为 80H+地址码 (027H， 4067H) 其他设置： 01H(显示清屏，数据指针 =0，所有显示 =0)； 02H(显示回车，数据指 针 =0)。 . . 第四章 系统软件设计 系统程序的结构 (1)DS18B20温度传感器接口模块，分为初始化程序、写入命令以及读取子程序等部分； (2)基于 YB1602的显示模块，分为初始化子程序、写入子程序以及显 示子程序； (3)温度补偿与距离计算模块、分为超声波发送控制程序、接收处理程序、温度补偿子程序等； (4)本次设计使用 C 语言编写程序， C 语言相比汇编有许多的优势；编译器使用 Keil  Version2进行程序编译， Keil 功能强大使用方便。 (5)主程序，分为系统初始化、按键处理以及各个子程序的调度管理等部分。 如图 所示描述了各个模块的关系： . . 图 系统软件方框图 系统主程序 本设计主程序的思想如下： (1)温度为两位显 示，距离为四位显示单位为 mm； (2)温度每隔 900ms 采样一次， DS18B20在 12位精度下转换周期为 750ms ,故 900ms满足该速度要求；超声波每隔 60ms 发送一次。 (3)按键 S 为测量启动键； (4)系统采用 AT89S52的内时钟： 12MHz； (5)没有使用看门狗功能； (6)超声波发送一定时间后才开始启动检测，避免直达信号造成误判。 所以系统最小测量约为 112mm； . . 系统主程序见附录 第五章基于 Proteus 的软件仿 真 Proteus 是一款功能强大的软件，其 ISIS 用来做仿真十分方便，尤其是单片机系统的仿真，我们。