超声波测距小车

资料链接：51单片机超声波测距.rar

项目展示：

仿真展示 ：

一、项目要求

（一）项目内密

本课题的主要内容是,将超声波传感器安装在一台沿直线行走的小车上,由AT89C51 控制超声波传感器,发出超声信号,记录超声液从发射到接收的所需要的时间,得到其与|被测物体之间的能离。在小车行走的过程中,不断重复测距,得到一组距离数据。由单片机记录测得的距离,经过数据处理,将其显示在液晶屏上。同时,将一组距离数据,由串口传到上位机,由VB程序保存距离数据,并画出曲线,就得到了被测物体的单边轮廓。

（二）课题研究方需

超声波测距仪系统主要由单片机最小系统、超声波模块、LCO显示电路及电源电路组成。系统的主要功能如下:

超声波传感器发射和接收超声波,依据计时时间测量出与被测物体之间的矩离。

AT89CS51单片机作为主控制器,控制超声波信号的发送和接收,可以用来控制发射模块脸发脉冲的开始时间和脉宽,响应接受超声波返回时刻并进行测量和计数发射到返回的时间间隔。

液晶屏显示器实时显示测量距离。

上位机串口通讯,接收距离数据,利用VB程序把则好的距离记下并画出曲线,还原轮那曲线,从而实现通过超声波来测量物体单边轮常测量。

二、项目设计

（一）项目设计思想

1、使用HC-SR04超声波传感器模块测量距离
2、使用LCD1602液晶显示屏显示实时测量距离
3、使用L298N电机驱动，驱动两个电机运转，设置一个按键，按下按键，小车前进一段距离
4、开启串口通信，把距离数据通过串口发送到电脑进行处理

（二）购买材料
1、智能小车底盘

2、L298N

3、超声波模块HC-SR04

4、液晶屏 LCD1602

再准备一些其他小元件就OK，单片机最小系统、洞洞板、按键、插座等

（三）先设计硬件
根据原理图设计硬件

这是我设计好的实物图

（四）编写代码
main.c

/******************************************** 项目名称：51超声波测距 作者：化作尘 版本：V1.1 更新时间：V1.0 2020年4月12日18:28:02        V1.1 2020年4月23日13:35:00 邮箱：2809786963@qq.com *********************************************/ #include "reg52.H"//器件配置文件 #include"lcd.h" //SR04传感器接口 sbit RX  = P3^2; sbit TX  = P3^3; sbit key  = P1^4; char keymode=0; //按键 模式 int keycount=0; //小车运动延时控制 //变量声明 unsigned int  time=0; unsigned long S=0; char Mode=0; bit  flag=0; bit flag_KEY=0; unsigned char act[]={0xff,0xfa,0xf5,0xf9,0xf6}; //小车动作控制 unsigned char disbuff[4] ={0,0,0,0}; //缓存数组用于存放距离信息 /***************************************************************************/ //延时 void delay_ms(unsigned int m) { unsigned int b,c; for(c=0;c<m;c++) for(b=0;b<120;b++); } //短延时 void delay(unsigned int t) { while(t--); } /***************************************************************************/ void Key(void)//按键扫描函数 {  key = 1; delay_ms(1); if(key==0) //检测按键K1是否按下    开关 { delay_ms(10); //消除抖动 一般大约10ms if(key==0) //再次判断按键是否按下 {     keymode++; if(keymode == 2)keymode = 0; } while(!key); //检测按键是否松开 } if(keymode==1) //检测到按键按下了一次，就让运动延时一会 {   keycount++; if(keycount==550) {    keycount=0;    keymode=0; } }  P1 = act[keymode]; //小车运动控制 } /***************************************************************************/ //超声波测距函数，距离保存到S void Conut(void) {  TX=1; //启动一次模块 delay(10); //延时10US  TX=0;; while(!RX); //当上次接收完波后，RX引脚是低电平，取反就是1，此while成立，反复判断RX状态。当RX没有接收到返回波时是高电平，取反就是0，此while不成立，跳出  TR0=1; //开启计数 while(RX); //当RX没有接收到返回波，此while成立，程序停在这里一直判断RX状态。当RX接收到返回波，RX引脚变为低电平，此while不成立，跳出  TR0=0; //停止计数  time=TH0*256+TL0; //读出T0的计时数值  TH0=0;  TL0=0; //清空计时器  S=(time*1.7)/100; //算出来是CM //声音的速度是340m/s，时间的单位是us，计算到秒需要将时间数据/1000000， //长度=速度*时间，340*time/1000000，长度数据单位是m转换成cm需要乘以100得到340*time/10000， //小数点都向左移两位得到3.4*time/100，因为超声波是往返了，所以再除以2,得到距离数据(time*1.7)/100 if(Mode==0) //非设置状态时 { if(S>=999) //超出测量范围显示“-” {     disbuff[0]='o'-0x30; //“-”    disbuff[1]='v'-0x30; //“-”    disbuff[2]='e'-0x30; //“-”    disbuff[3]='r'-0x30; //“-” } else {    disbuff[0]=S%1000/100; //将距离数据拆成单个位赋值    disbuff[1]=S%100/10;    disbuff[2]='.'-0x30;    disbuff[3]=S%10; } } } /***************************************************************************/ //定时器0 void zd0() interrupt 1 //T0中断用来计数器溢出,超过测距范围 {  flag=1; //中断溢出标志 } /***************************************************************************/ //定时器初始化 void Timer_Init(void) {  TMOD=0x11; //设T0为方式1  TH0=0;  TL0=0;            TR0=0; //停止计数  ET0=1; //允许T0中断  EA=1; //开启总中断 } /***************************************************************************/ //串口初始化 void UsartInit() {  SCON=0X50; //设置为工作方式1  TMOD=0X20; //设置计数器工作方式2  PCON=0X80; //波特率加倍  TH1=0XF3; //计数器初始值设置，注意波特率是4800的  TL1=0XF3;  EA=1; //打开总中断  TR1=1; //打开计数器 } /***************************************************************************/ //串口发送距离数据 void Uart_Send(void) { /**将距离数据通过串口发送出去**/   SBUF=S/256;//将数据放入到发送寄存器 while(!TI); //等待发送数据完成   TI=0; //清除发送完成标志位   SBUF=S%256;//将数据放入到发送寄存器 while(!TI); //等待发送数据完成   TI=0; //清除发送完成标志位 } /****************************************************************************/ //主函数 void main(void) { int displaycount=0; Timer_Init(); //初始化定时器 UsartInit(); //串口初始化 9600 LcdInit(); //初始化LCD LcdWritestr("  superwave  "); //液晶显示距离 while(1) { Conut(); //计算   displaycount++; if(displaycount==10)//隔一段时间刷新一次显示屏 {    displaycount=0; LcdWriteCom(0x80);    P1 = 0xff; LcdWritestr("distance:"); //液晶显示距离 LcdWriteData(disbuff[0]+0x30); LcdWriteData(disbuff[1]+0x30); LcdWriteData(disbuff[2]+0x30);    P1 = act[keymode]; //小车运动控制 LcdWriteData(disbuff[3]+0x30); LcdWritestr("cm"); } Key(); //按键控制电机运转 Uart_Send();//串口发送距离数据 } } void Usart() interrupt 4 {  RI = 0;//清除接收中断标志位 } 

lcd.h

#ifndef __LCD_H_ #define __LCD_H_ /********************************** 当使用的是4位数据传输的时候定义， 使用8位取消这个定义 **********************************/ //#define LCD1602_4PINS /********************************** 包含头文件 **********************************/ #include<reg52.h> //---重定义关键词---// #ifndef uchar #define uchar unsigned char #endif #ifndef uint  #define uint unsigned int #endif /********************************** PIN口定义 **********************************/ #define LCD1602_DATAPINS P0 sbit LCD1602_E=P2^7; sbit LCD1602_RW=P2^5; sbit LCD1602_RS=P2^6; /********************************** 函数声明 **********************************/ /*在51单片机12MHZ时钟下的延时函数*/ void Lcd1602_Delay1ms(uint c); //误差 0us /*LCD1602写入8位命令子函数*/ void LcdWriteCom(uchar com); /*LCD1602写入8位数据子函数*/ void LcdWriteData(uchar dat) ; /*LCD1602初始化子程序*/ void LcdInit(); void LcdWritestr(uchar *dat); void LcdWritenum(uint num); void LcdClean(void); #endif 

lcd.c

#include "lcd.h" /******************************************************************************* * 函 数 名         : Lcd1602_Delay1ms * 函数功能     : 延时函数，延时1ms * 输    入         : c * 输    出         : 无 * 说    名         : 该函数是在12MHZ晶振下，12分频单片机的延时。 *******************************************************************************/ void Lcd1602_Delay1ms(uint c) //误差 0us {     uchar a,b; for (; c>0; c--) { for (b=20;b>0;b--) { for(a=1;a>0;a--); } } } /******************************************************************************* * 函 数 名         : LcdWriteCom * 函数功能     : 向LCD写入一个字节的命令 * 输    入         : com * 输    出         : 无 *******************************************************************************/ #ifndef  LCD1602_4PINS  //当没有定义这个LCD1602_4PINS时 void LcdWriteCom(uchar com) //写入命令 {  LCD1602_E = 0; //使能  LCD1602_RS = 0; //选择发送命令  LCD1602_RW = 0; //选择写入    LCD1602_DATAPINS = com; //放入命令 Lcd1602_Delay1ms(1); //等待数据稳定   LCD1602_E = 1; //写入时序 Lcd1602_Delay1ms(5); //保持时间  LCD1602_E = 0; } #else  void LcdWriteCom(uchar com) //写入命令 {  LCD1602_E = 0; //使能清零  LCD1602_RS = 0; //选择写入命令  LCD1602_RW = 0; //选择写入   LCD1602_DATAPINS = com; //由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改 Lcd1602_Delay1ms(1);   LCD1602_E = 1; //写入时序 // Lcd1602_Delay1ms(1);//注释让lcd写快一点   LCD1602_E = 0;   LCD1602_DATAPINS = com << 4; //发送低四位 Lcd1602_Delay1ms(1);   LCD1602_E = 1; //写入时序 // Lcd1602_Delay1ms(1);  LCD1602_E = 0; } #endif /******************************************************************************* * 函 数 名         : LcdWriteData * 函数功能     : 向LCD写入一个字节的数据 * 输    入         : dat * 输    出         : 无 *******************************************************************************/ #ifndef  LCD1602_4PINS      void LcdWriteData(uchar dat) //写入数据 {  LCD1602_E = 0; //使能清零  LCD1602_RS = 1; //选择输入数据  LCD1602_RW = 0; //选择写入   LCD1602_DATAPINS = dat; //写入数据 Lcd1602_Delay1ms(1);   LCD1602_E = 1; //写入时序 Lcd1602_Delay1ms(5); //保持时间  LCD1602_E = 0; } #else void LcdWriteData(uchar dat) //写入数据 {  LCD1602_E = 0; //使能清零  LCD1602_RS = 1; //选择写入数据  LCD1602_RW = 0; //选择写入   LCD1602_DATAPINS = dat; //由于4位的接线是接到P0口的高四位，所以传送高四位不用改 Lcd1602_Delay1ms(1);   LCD1602_E = 1; //写入时序 // Lcd1602_Delay1ms(1);  LCD1602_E = 0;   LCD1602_DATAPINS = dat << 4; //写入低四位 Lcd1602_Delay1ms(1);   LCD1602_E = 1; //写入时序  LCD1602_E = 0; } #endif /******************************************************************************* * 函 数 名       : LcdInit() * 函数功能   : 初始化LCD屏 * 输    入       : 无 * 输    出       : 无 *******************************************************************************/ #ifndef  LCD1602_4PINS void LcdInit() //LCD初始化子程序 { LcdWriteCom(0x38); //开显示 LcdWriteCom(0x0c); //开显示不显示光标 LcdWriteCom(0x06); //写一个指针加1 LcdWriteCom(0x01); //清屏 LcdWriteCom(0x80); //设置数据指针起点 } #else void LcdInit() //LCD初始化子程序 { LcdWriteCom(0x32); //将8位总线转为4位总线 LcdWriteCom(0x28); //在四位线下的初始化 LcdWriteCom(0x0c); //开显示不显示光标 LcdWriteCom(0x06); //写一个指针加1 LcdWriteCom(0x01); //清屏 LcdWriteCom(0x80); //设置数据指针起点 } #endif /******************************************************************************* * 函 数 名         : LcdWritestr * 函数功能     : 向LCD写入多个字节的数据 * 输    入         : *dat * 输    出         : 无 *******************************************************************************/ void LcdWritestr(uchar *dat) //写入字符串 { while(*dat != '') { LcdWriteData(*dat);   dat++; } } 

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