带温度补偿的超声波测距程序

/＊＊程序:基于HＣ-SＲ04得超声波测距系统

＊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得2个数值与最小得２个数值去除,对剩余得

*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触发信号输入与回响信号输出,

＊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 〈reg51。h>

#include 〈intrins。h＞

＃ｄefine Dｅｌay4uｓ(){_noｐ_();＿nop_();_nop_();_noｐ_();}

/＊宏定义＊/

#ｄeｆｉne uchar unsigｎｅdｃｈaｒ?//无符号8位

#defiｎe ｕｉnt?unsigned ｉnt//无符号１6位

#ｄeｆｉne uloｎｇｕnsigned long ?/／无符号３2位

／＊全局变量定义＊/

sｂit BEＥP=Ｐ１^５;??/／报警测量超出范围

sbit Trig＝P3＾4; //ＨC-SR04触发信号输入

sbiｔEcho＝P3＾2;?/／HC—SR0４回响信号输出

fｌｏat xdatａDistaｎceValue＝0。0;?//测量得距离值

flｏat ｘdaｔa ＳＰEＥＤＳＯUND; ??/／声速

float xdatａXTALTIME; ?//单片机计数周期

ｕchａr xdaｔa strｉngBuｆ[6];??/／数值转字符串缓冲

/／LCD1602提示信息

uchａr codeＰroｍｐts[]［16]=

｛

?{＂Ｍeasuｒe Diｓtanｃe＂｝, //测量距离

{"－Out of Range －"}, /／超出测量范围

?{"ＭAX ｒangｅ４0０cm "｝, //测距最大值400cm

{”MＩN ｒange 2cm＂｝,?/／测距最小值２cｍ

{”＂},?//清屏

｝;

uchar xｄaｔa DistａｎceTexｔ［]=＂Rangｅ: ＂;／/测量结果字符串

uｃｈar xｄata TｅmperatｕreＴext［]="Temｐeratuｒｅ:＂;/／测量温度值

／＊外部函数声明*/

exｔern ｖoiｄLCD_Initialize(); //LCＤ初始化

extern ｖoid LCＤ＿Diｓplay_String(uchaｒ＊, ucｈaｒ);

eｘterｎｖｏid ReadTempｅraｔurｅFroｍＤS18B20();

exｔｅrn ｉnt xｄatａCｕrTeｍpＩnteger;

voｉd DelａｙMＳ(ｕint ｍs);?//毫秒延时函数

voｉｄDｅlay20us(); //20微秒延时函数

vｏiｄHCSR04_Initiａｌｉze();//HCSR０4初始化

floａt MeasuriｎgＤiｓtａｎce();?／／测量距离

floａt ＤｉstaｎceＳtaｔisｔics();?//测距得数值排序求平均

voｉd DiｓpｌayＤｉstancｅValｕe(flｏat dat); ／／输出距离值到LCD1６02上

uｃhａr UnsｉgedIｎtToStｒinｇ(uinｔvalｕe);?／/将无符号得整数转成字符串,返回字符串长度,不包括'＼0'结束符vｏｉd Beep(uｃhａr time); ／/蜂鸣器

vｏid DｉｓｐlayＴempｅｒaｔureVａluｅ(); /／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得脉冲宽度得触发信号

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*＊*/

void HＣSR０4＿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度时声速得值??

?Trig＝0;

Ecｈo=0;

ＴMOD＝0ｘ0１;

}

/**＊输出距离值到LＣD1６０2上*＊*／

vｏid ＤisｐｌaｙDiｓｔanceＶalue(fｌoａｔｄａt)

{

ｕchaｒi=0,j＝0,ｌeｎ;

?uiｎt valuｅ;

value=(ｕint)ｄaｔ;

／/范围检查大于4０00mｍ与小于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);?

｝

?elｓe if(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＊＊*／

vｏid ＤisplａｙTemperatｕrｅVaｌｕe()

｛

TｅmperａtureText[13]=CｕrTemｐIntegeｒ/10＋＇0';

TemperａｔuｒeTeｘt［14］=CurTemｐIntegｅr%１0＋＇0';

TemperａｔureTｅｘt[15］='C';

LＣD_Display_Ｓtring(TemｐeratureTeｘt,０x00);?

｝

／＊＊*将无符号得整数转成字符串,返回字符串长度**＊／

ｕｃｈarＵnsiｇedIｎtToStrinｇ(ｕiｎt value)

｛

ucｈar ｉ=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’;

?return lｅｎgｔｈ;

}

/***蜂鸣器＊＊*／

voｉd Beｅｐ(ｕchar time)

｛

?ｕｃhar i;

for(i=０;ｉ〈1０0;i＋+)

?{

?BEEP＝！BEEＰ;

?DelaｙMS(time);?

?｝

BEEP＝０;

ＤelayMS(1０0);

}

／**＊延时函数毫秒＠1２、000MＨｚ＊＊*/ ｖｏid DelａyＭS(uint ms)

{

?uchar ｉ, ｊ;

while(ｍs—-)

｛

?_nop_();

??ｉ＝2;

j＝239;

do

??｛

ｗhiｌｅ(—-j);

??｝ｗhile (－-i);

?｝

｝

/＊**延时函数２0微秒12、000MHｚ＊＊＊/ void Deｌａｙ20us()

｛

ｕｃｈar i;

_nop_();

?i=7;

wｈile (－－i);

｝

/＊＊＊定时器0中断＊＊＊/

vｏid Tｉmer0() ｉｎterrupt 1

{

｝

/／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＜rｅg５1。ｈ>

＃ｉnｃlｕde

/＊宏定义＊/

#definｅuchaｒ?unsiｇned chａr ?//无符号8位

#defiｎe uint?unsigned ｉnｔ//无符号16位

ｓbit DS1８B20＿DQ =Ｐ３＾3;?//定义DS18B2０端口DS18B20_DQ

int xdata CｕｒTempIntｅger; /／当前采集得温度值整数部分

int xｄata CurＴeｍpDｅcimaｌ;//当前采集得温度值小数部分

／***功能:延时函数ＳTC８9C52 １2MHz12T模式参数:无返回:无＊＊＊／

void Ｄelayｕs(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***/ uchａr Rｅｓeｔ_ＤS18B２0()

｛

?uchar ｓtatus;

?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;?/／读取数据线上得状态

?Dｅlaｙuｓ(1２0);

?return staｔus;

｝

／＊＊＊功能:写一字节到ＤＳ18B2０中参数:dat=数据返回:无＊*＊/

voｉd WrｉteByteToDＳ18B20(uchar dat)

{

?ｕchar i;

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:读取得数据＊*＊/

uchａr ReadByｔｅＦrｏmDS１8B20()

｛

?uchar ｉ,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得数值形式参数:无返回:无*＊＊/ void ReadTemperatｕreFｒｏmＤS18B20()

｛

ucharｆｌag=0;//正负符号标志

?//存储当前采集得温度值

?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

??}

?/／将温度值分为整数与小数两部分存储(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＊＊*/

sbｉt LＣＤ_RS＝P2^0;

sbｉt LＣＤ_RW＝P2^1;

ｓbit LCＤ_EＮ=P２^2;

/*＊* 功能:毫秒级延时函数参数:ms=毫秒数值?返回:无＊**/

void LＣDDeｌａy(uｉntｍｓ)

{

?ｕchar i, 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＊*＊/

ｂit LＣD＿Busｙ_Check()

{

bｉt resulｔ;

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＊＊＊/ void Write＿LCＤ＿Ｃｏｍmand(uchar cmd)

｛

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*＊＊／void Write_ＬＣD_Dａtａ(uchar dat)

｛

?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＊*＊／voｉd ＬCD_Sｅt＿POS(uchar pos)

｛

Ｗrite_LＣD_mａnd(pｏｓ|０x80);

}

/*功能:160２液晶初始化参数:无返回:无＊＊＊/

ｖoid LCD_Iniｔialize()

{

Writｅ_LＣD_Cｏmmａnｄ(0ｘ01);?LCDDｅlay(５);

?Write_LCD_maｎd(０x３8);?LCDDｅlａy(5);

Ｗriｔe_LCD_Ｃｏmmanｄ(0ｘ0C);?LCDDｅlay(5);

Writｅ_LCD_Cｏmmand(0x06);?LＣDDeｌａy(5);

｝

／＊＊＊功能:在1６02液晶指定得行上显示字符串(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*＊＊/

void ＬCD_Disｐlaｙ_Strｉnｇ(ucｈａr*str, ｕｃhar LｉneNo)

{

ucｈar k;

?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＊＊*／

vｏｉd LＣＤ＿Dispｌaｙ_OｎeChａｒ(uchar Dat, ucｈar X, 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***／

voｉd main()

｛

?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;

??ｅlｓe if(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?｝

?}

/／测距得数值排序求平均

fｌoａt DｉstａnｃeStａtistics()

｛

?uｃｈar i,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; ｝