51单片机项目设计：超声波测距、智能小车（keil+proteus）带仿真

2024-07-10 13:10| 来源: 网络整理| 查看: 265

超声波测距小车

资料链接：51单片机超声波测距.rar 链接：https://pan.baidu.com/s/1rEJR5DYoAz_lJZHWJy9sOg 提取码：abcd 取走点赞哦~

项目展示：在这里插入图片描述仿真展示：

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、智能小车底盘在这里插入图片描述 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在这里插入图片描述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：[email protected] *********************************************/ #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 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 //---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 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 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 != '\0') { LcdWriteData(*dat); dat++; } }

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