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超声波测距原理

超声波测距原理

的有关信息介绍如下:

超声波测距原理

近几年来,我国电子的发展向着高精度化,智能化发展。超声波的使用也越来越广泛,超声波已经用到医学上,工业等领域。本文先介绍超声波测距仪的硬件系统设计,lcd1602的使用,超声波原理,系统原理图,STC89C52RC;接着接着介绍软件设计,最后介绍在超声波测距仪中遇到的问题。如何根据显示现象,电压检测法,电阻检测法,原理图原理,STC89C52RC的复位原理逐一排除问题,最后对问题做出总结。

1:了解超声波的工作原理,

2:绘制电路图

3:掌握STC89吃2芯片

4:会基本的软件工具

用超声波发出信号,弹回信号来,计算时间。所以根据电路的连接,确定超声波发出,弹回信号来确定t1,t2超声波发出时开始计时,在发出的时候遇到物体即在接收端产生一个电信号,如图2-1所示。超声波是一种人听不到的声音,传播为340M/S,假如用t1时刻超声波发出,t2表示超声波弹回时刻t2-t1得出一个时间值,t2-t1=0.01s,有340 x 0.01=3.4米。所以超声波离物体3.4M,如果用s表示s=340(t2-t1)/2。

图2-1超声波原理图

2.2 原理框架

如图2-2所示本文选用的超声波模块为HC-SPO4,显示模块采用LCD12864,MCU采用STC89C52RC芯片STC89C52RC统计出超声波传输所用时间,测量出所测距离由LCD12864显示出来。

LCD1602:

LCD1602是一种工业字符型液晶,可以同时显示16 X 2个字符即32个字符。LCD1602的显示原理是利用液晶的物理特性,通过电压对其显示区的控制进行显示,当电压刺激液晶分子时就可以显示出图形。

(2)引脚功能

图2-4 LCD1602

① GND负极

② VCC正极

③ VL,调节液晶亮度

④ RS寄存器选择

⑤ R/W读写

⑥ EN使能

⑦ D0-D7信号

⑧ BL+,BL-电源

STC89C52:

(1) 芯片工作条件

① 时钟电路。

② 电源电路。

③ 复位电路。

此单片机20脚和40脚为供电引脚,18和19脚为晶振电路,18和19脚接两个电容接地是为了帮助晶振起振,9脚接按钮和电容接VCC,当按键按下时9脚和VCC接通,9脚变为高电平即单片机复位,当上电的时候电容由于充电导通,即9脚变为高电平,当充电完成时由于电容通交流隔直流所以电容不导通,因为9脚的一端和一个10K的电阻相连,所一9脚被拉低变为低电平。

超声波模块:

本超声波模块都是在淘宝里买的

他主要有4个引脚,电源,接地,发送,接收。

电路图

软件部分:

#include"lcd.h"

sbit Trig = P2^1; //定义 P2.1口

sbit Echo = P2^0; //定义 P2.0口

unsigned char PuZh[]=" Pechin Science "; //指针方式进行显示

unsigned char code ASCII = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','.','-','M'};

static unsigned char DisNum = 0;

unsigned int time=0;

unsigned long S=0;

bit flat =0;

unsigned char buff ={ 0,0,0,0,};

void Conut(void)

{

time=TH0*256+TL0;

TH0=0;

TL0=0;

S=(time*1.7)/100; //算出的是厘米

if((S>=700)||flat==1) //超出测量范围“--”

{

flat=0;

display(0, 1, ASCII);

display (1, 1, ASCII); //显示点

display (2, 1, ASCII);

display (3, 1, ASCII);

display (4, 1, ASCII); //显示米

}

else

{

buff=S%1000/100;

buff=S%1000%100/10;

buff=S%1000%10 %10;

display (0, 1, ASCII[buff]);

display (1, 1, ASCII); //显示点

display (2, 1, ASCII[buff]);

display (3, 1, ASCII[buff]);

display (4, 1, ASCII); //显示米

}

}

void zd1() interrupt 3 // T0中断用来计算和启动模块。

{

flat=1; //标志位

}

void StartModule() //启动模块函数

{

Trig=1; //开始启动模块

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

_nop_(); //一微秒的延时

Trig=0; //开始启动模块

}

void delayms(unsigned int ms) //延时函数

{

unsigned char x=100,y;

for(;ms;ms--) //for循环

{

while(--x) //while循环

{

y=10;

while(--y);

}

}

}

void main(void) //主函数

{

LED=1; //led测试

TMOD=0x10; //设T0为方式1,DATE=1

TH1=0; //高八装入的初值为零

TL1=0; //低八装入的初值为零

ET1=1; //允许TO中断

EA=1; //开启总中断

InitLcd1602();

LcdShowStr(0,0,PuZh);

while(1) //循环

{

StartModule();

while(!Echo); 当Echo为零时等待

TR0=1; //开启计数

while(Echo); //设Echo为1计数并等待

TR0=0; //关闭计数

Conut(); //计算距离

delayms(80); //延时80毫秒

}

}

头文件,接口申明2

#ifndef __LCD_H_

#define __LCD_H_

/*当使用4位数据传输时定义,使用八位取消这个定义*/

#define LCD1602_4PINS

#include//包含头文件

/*重定义关键词*/

#ifndef uchar

#define uchar unsigned char

#endif

#ifndef uint

#define uint unsigned int

#endif

/*I/O口定义*/

#define LCD1602_DB P0 //总线

sbit LCD1602_RS = P2^5;

sbit LCD1602_RW = P2^4;

sbit LCD1602_EN = P2^3;

sbit LED=P1^0;

//sbit LCD1602_E=P3^4;

//sbit LCD1602_RW=P2^5;

//sbit LCD1602_RS=P3^5;

void Lcd1602_Delay1ms(uint c); //误差0

void Read_Busy(); //忙检测函数,判断bit7是0,允许执行,1禁止

void Lcd1602_Write_Cmd(unsigned char cmd); //写命令

void Lcd1602_Write_Data(unsigned char dat); //写数据

void LcdSetCursor(unsigned char x,unsigned char y); //坐标显示

void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str); 显示字符串

void InitLcd1602(); //LCD1602初始化

void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData);

#endif

LCD.C 3

#include"lcd.h"

void Read_Busy() //忙检测函数,判断bit7是0,允许执行,

{

unsigned char sta;

LCD1602_DB = 0xff;

LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 1;

do

{

LCD1602_EN = 1;

sta = LCD1602_DB;

LCD1602_EN = 0; //使能,用完拉低,释放总线

}while(sta & 0x80);

}

void Lcd1602_Write_Cmd(unsigned char cmd) //写命令

{

Read_Busy();

LCD1602_RS = 0;

LCD1602_RW = 0;

LCD1602_DB = cmd;

LCD1602_EN = 1;

LCD1602_EN = 0;

}

void Lcd1602_Write_Data(unsigned char dat) //写数据

{

Read_Busy();

LCD1602_RS = 1;

LCD1602_RW = 0;

LCD1602_DB = dat;

LCD1602_EN = 1;

LCD1602_EN = 0;

}

//按指针位置显示一个字符

void LcdSetCursor(unsigned char x,unsigned char y) //坐标显示

{

unsigned char addr;

if(y == 0)

addr = 0x00 + x;

else

addr = 0x40 + x;

Lcd1602_Write_Cmd(addr|0x80);

}

void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData)

{

Y &= 0x1;

X &= 0xF; //限制X不能大于15,Y不能大于1。

if (Y) X |= 0x40;//当要显示第二行时地址码加,0X40。

X |= 0x80; //算出指令码

Lcd1602_Write_Cmd(X); //发命令

Lcd1602_Write_Data(DData);//发数据

}

void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str) //显示字符串

{

LcdSetCursor(x,y); //当前字符的坐标

while(*str != '\0')

{

Lcd1602_Write_Data(*str++);

}

}

void InitLcd1602() //LCD1602 初始化

{

/*液晶显示功能设置*/

Lcd1602_Write_Cmd(0x38);

Lcd1602_Write_Cmd(0x0c);

Lcd1602_Write_Cmd(0x06);