基于單片機(jī)的紅外測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)

保密類別編號(hào)20230802041武漢大學(xué)珞珈學(xué)院畢業(yè)論文基于單片機(jī)的紅外測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)系別電子信息科學(xué)系專業(yè)通信工程年級(jí)10級(jí)02班學(xué)號(hào)20230802041姓名錢源指導(dǎo)教師崔黎武漢大學(xué)珞珈學(xué)院2023年5月22日摘要現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的開展，進(jìn)入了很多新領(lǐng)域，而在測(cè)距方面先后出現(xiàn)了激光測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距、超聲波測(cè)距及紅外光測(cè)距。為了實(shí)現(xiàn)物體近距離、高精度的無(wú)線測(cè)量而采用了紅外發(fā)射接收模塊作為距離傳感器，單片機(jī)作為處理器，編寫A/D轉(zhuǎn)換和顯示程序，完成了一套便推式的紅外距離測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)可以高精度的實(shí)時(shí)顯示所測(cè)的距離，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、體積小、測(cè)量精度高、方便使用。紅外測(cè)距的探測(cè)距離較短，一般在幾十厘米之內(nèi)，本文介紹的一種基于AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的紅外測(cè)距儀，可以測(cè)量距離。首先，在緒論中，介紹了紅外線及紅外傳感器的分類和應(yīng)用、AT89C52單片機(jī)的應(yīng)用與說(shuō)明以及MCP3001芯片的簡(jiǎn)介。其次，闡述了與紅外測(cè)距的工作原理根本結(jié)構(gòu)，對(duì)紅外測(cè)距傳感器也做了詳細(xì)說(shuō)明。再次，介紹了紅外測(cè)距的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)中，介紹了紅外測(cè)距實(shí)現(xiàn)的設(shè)想，給出紅外測(cè)距硬件電路原理圖，并說(shuō)明了紅外測(cè)距傳感器、鍵盤、A/D轉(zhuǎn)換電路、LCD顯示電路工作原理及AT89C52單片機(jī)的管腳分配。在軟件設(shè)計(jì)中，說(shuō)明了整個(gè)程序流程及各程序設(shè)計(jì)的函數(shù)。最后，是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的結(jié)論，說(shuō)明了紅外測(cè)距實(shí)現(xiàn)的可行性。關(guān)鍵詞：紅外測(cè)距A/D轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)顯示紅外線單片機(jī)目錄第TOC\o"1-2"\h\u206151章緒論1242521.1課題研究的背景和意義 1229581.2本課題研究的熱點(diǎn)及開展現(xiàn)狀2183281.3本課題研究的目的2283591.4本課題研究的內(nèi)容316102第2章紅外測(cè)距的工作原理與根本結(jié)構(gòu)4297452.1.方案及設(shè)計(jì)思想：4162052.2紅外測(cè)距系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)518737第3章紅外測(cè)距的硬件設(shè)計(jì)695473.1紅外收發(fā)模塊 6126313.2A/D轉(zhuǎn)換模塊 7171783.3LCD顯示模塊 11264493.4AT89C52單片機(jī)概述12155143.5整個(gè)紅外測(cè)距系統(tǒng)顯示1619367第4章紅外測(cè)距的軟件設(shè)計(jì)18132394.1程序流程圖 1813836第5章系統(tǒng)軟硬件調(diào)試20207175.1硬件調(diào)試 20262045.2軟件調(diào)試 20206795.3測(cè)試結(jié)果繪圖 20149905.4調(diào)試中遇到的問(wèn)題2218070結(jié)論2314615參考文獻(xiàn)241464附錄2515257后記32第1章緒論紅外線〔Infrared〕是波長(zhǎng)介乎微波與可見光之間的電磁波，其波長(zhǎng)在760納米〔nm〕至1毫米〔mm〕之間，是波長(zhǎng)比紅光長(zhǎng)的非可見光。所有高于絕對(duì)零度〔-273.15℃〕的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線?，F(xiàn)代物理學(xué)稱之為熱射線。醫(yī)用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠(yuǎn)紅外線。含熱能，太陽(yáng)的熱量主要通過(guò)紅外線傳到地球。它的波長(zhǎng)介于可見光和微波之間，范圍大致在0.75M~1000M的頻譜范圍之內(nèi)。相對(duì)應(yīng)的頻率在4~3HZ之間，紅外線可分為三局部，即近紅外線，近紅外線波長(zhǎng)范圍為0.77M~3M，中紅外線波長(zhǎng)范圍為3M~30M，遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)范圍為30M~1000M。紅外光具有反射、折射、散射、干預(yù)、吸收等特性。它能全部吸收投射到它外表的紅外輻射的物體稱為黑體；能全部反射的物體稱為鏡體；能局部反射、局部吸收的物體稱為灰體。嚴(yán)格地來(lái)講，在自然界中，不存在黑體鏡體和透明體。1.1課題研究的背景和意義紅外線是不可見的光，是電磁波的一種形式，可以用來(lái)進(jìn)行距離的測(cè)量，其應(yīng)用歷史可以追溯到上世紀(jì)60年代?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的開展進(jìn)入了許多新領(lǐng)域，而在測(cè)距方面先后出現(xiàn)了激光測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距、超聲波測(cè)距及紅外線測(cè)距。其中激光測(cè)距是靠激光束照射在物體上反射回來(lái)的激光束探測(cè)物體的距離。由于受惡劣的天氣、污染等因素影響，使反射的激光束在一定功率上探測(cè)距離比可能探測(cè)的最大距離減少一半左右，損失很大，影響探測(cè)的精確度；微波雷達(dá)測(cè)距技術(shù)為軍事和某些工業(yè)開發(fā)采用的裝備和振蕩器等電路局部?jī)r(jià)格昂貴，現(xiàn)在還沒有開拓民用市場(chǎng)；超聲波測(cè)距在國(guó)內(nèi)外已有很多人做過(guò)研究，由于采用特殊專用組件使其價(jià)格高，難以推廣；紅外線作為一種特殊光波，具有光波的根本物理傳輸特性—反射、折射、散射等，且由于其技術(shù)難度相對(duì)不太大，構(gòu)成的測(cè)距系統(tǒng)的本錢低廉，性能優(yōu)良，便于民用推廣。另外紅外測(cè)距的應(yīng)用越來(lái)越普遍。在很多領(lǐng)域都可以用到紅外測(cè)距儀。紅外測(cè)距一般具有精確度和分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用領(lǐng)域廣、行業(yè)需求眾多，市場(chǎng)需求空間大。紅外測(cè)距的研究就非常有意義。紅外線測(cè)距儀指的就是激光紅外線測(cè)距儀,紅外測(cè)距儀用調(diào)制的紅外光進(jìn)行精密測(cè)距的儀器，測(cè)程一般為1-5公里。在100米以內(nèi)那么超聲波測(cè)距更有優(yōu)勢(shì),但是超聲波測(cè)距的距離一般無(wú)法測(cè)量1米以內(nèi),而紅外測(cè)距那么可以測(cè)出這一段距離,而且有著不錯(cuò)的精度,在本課題中研究的就是這一類情況的紅外線測(cè)距。1.2本課題研究的熱點(diǎn)及開展現(xiàn)狀常見的紅外傳感器可分為熱傳感器和光子傳感器。根據(jù)《國(guó)內(nèi)近年來(lái)紅外光電測(cè)距儀的開展情況》，由于國(guó)家對(duì)外開放政策的實(shí)施和測(cè)量工作的需要,近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些光學(xué)儀器廠和電子儀器廠分別從瑞典、瑞士和日本等國(guó)引進(jìn)幾種紅外測(cè)距儀組裝線,組裝測(cè)距儀,我國(guó)有關(guān)工廠和院校近年來(lái)也研制出一些產(chǎn)品。由于微處理機(jī)在國(guó)產(chǎn)測(cè)距儀上的應(yīng)用,大大縮小儀器的體積,同時(shí)也減少出故障的幾率,使得國(guó)產(chǎn)測(cè)距儀的性能和質(zhì)量都較過(guò)去有很大的提高。在國(guó)家“六·五〞方案攻關(guān)中,常州第二電子儀器廠研制的DCHZ型多功能紅外測(cè)距儀就是一個(gè)很好的例證。該產(chǎn)品經(jīng)國(guó)家測(cè)繪局測(cè)繪科學(xué)研究所光電測(cè)距儀檢測(cè)巾心進(jìn)行全面質(zhì)量鑒定后認(rèn)為:該儀器的外型美觀、體積小、重量輕、操作方便、精度高和性能穩(wěn)定,并通過(guò)國(guó)家有關(guān)部門組織的鑒定。目前已經(jīng)開始小批量試生產(chǎn)。在進(jìn)行側(cè)距儀研制同時(shí),國(guó)家有關(guān)部門也組織大量力量對(duì)紅外光電測(cè)距儀的檢測(cè)方法進(jìn)行研究。一、熱傳感器熱傳感器是利用入射紅外輻射引起的傳感器的溫度變化，進(jìn)而使有關(guān)物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，通過(guò)測(cè)量有關(guān)物理參數(shù)的變化來(lái)確定紅外傳感器所吸收的紅外輻射。熱探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是相應(yīng)波段寬，可以在室溫條件下工作，使用簡(jiǎn)單。但是，熱傳感器相應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，靈敏度較低，一般用于低頻調(diào)制的場(chǎng)合。熱傳感器主要類型有：熱敏傳感器型，熱電偶型，高萊氣動(dòng)型和熱釋放電型四種類型。二、光子傳感器光子傳感器是利用某些半導(dǎo)體材料在入射光照射下，產(chǎn)生光子效應(yīng)，使材料電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。通過(guò)測(cè)量電學(xué)性質(zhì)的變化，可以知道紅外輻射的強(qiáng)弱。利用光子效應(yīng)所制成的紅外傳感器，統(tǒng)稱光子傳感器。光子傳感器的主要特點(diǎn)是靈敏度高，響應(yīng)速度快，具有較高的響應(yīng)頻率。但由于其一般要在低溫下工作，導(dǎo)致探測(cè)波段較窄。按照光子傳感器的工作原理，一般分為內(nèi)光電和外光電傳感器兩種，后者又可分為光電導(dǎo)傳感器、光生伏特傳感器和光磁電傳感器等三種。1.3本課題研究的目的我們所進(jìn)行的課題便是做一個(gè)簡(jiǎn)易的，精確的，近距離的距離檢測(cè)儀，這也是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一種考驗(yàn)方法，從中我們可以更系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)單片機(jī)，了解AD轉(zhuǎn)換和紅外收發(fā)模塊。1.4本課題研究的內(nèi)容紅外傳感器的測(cè)距根本原理為：紅外發(fā)射電路的紅外發(fā)光管發(fā)出紅外光，紅外接收電路的光敏接收管接收發(fā)射光，根據(jù)發(fā)射光的強(qiáng)弱判斷出所測(cè)的距離。由于接收管接收的光強(qiáng)度是隨著發(fā)光管與測(cè)量物的距離變化而變化的，因而，與測(cè)量物的距離近那么接收光強(qiáng)，距離遠(yuǎn)那么接收光弱。具體方法如圖1所示，紅外模塊發(fā)出并接收到紅外線信號(hào)；AD轉(zhuǎn)換模塊將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再交給單片機(jī),啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序,此時(shí)單片機(jī)得到數(shù)字信號(hào)也就是電壓值,再由軟件進(jìn)行判別、計(jì)算，得出距離數(shù)并送給LED/LCD顯示。單片機(jī)單片機(jī)紅外模塊AD模塊電壓距離公式顯示模塊圖1.1反射能量法原理第2章紅外測(cè)距的工作原理與根本結(jié)構(gòu)2.1.方案及設(shè)計(jì)思想：方案一、時(shí)間差測(cè)距法：此方案是將紅外發(fā)射管發(fā)送信號(hào)與接收管接收信號(hào)時(shí)間差寫入單片機(jī)中，在單片機(jī)中用光傳播距離公式算法將距離計(jì)算出來(lái)。原理圖如圖2.1所示。AT89S52紅外模塊AT89S52紅外模塊時(shí)間差距離S=c*t顯示距離圖2.1時(shí)間差測(cè)距法原理方案二、反射能量法：此方案是用紅外發(fā)射管發(fā)射信號(hào)，然后用紅外接收管接收信號(hào)，將接收的信號(hào)強(qiáng)度經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，錄入單片機(jī)中顯示出來(lái)，并將對(duì)應(yīng)的距離記錄下來(lái)。完成一段范圍內(nèi)的測(cè)量，將所記錄下的數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)中，然后便可進(jìn)行測(cè)量距離了。原理圖如圖2.2所示。顯示距離顯示距離AT89S52紅外模塊實(shí)驗(yàn)資料圖2.2反射能量法原理光的衰減是呈線性關(guān)系的，公式是I’=Ie^(-μd)，其中I是光強(qiáng)度，μ是光在介質(zhì)中線性衰減系數(shù)，d是光走過(guò)的路程，e是自然對(duì)數(shù)底數(shù)。ε是光子能量，Iε就是光束的能量。 要求得耗損的能量ΔE，那么可通過(guò)計(jì)算：ΔE=ΔIε=(I-I’)ε=I[1-e^(-μd)]ε=E[1-e^(-μd)]其中E是激光能量。不過(guò)，10cm的衰減是很弱的，可以忽略。方案比擬：通過(guò)以上兩種方案分析，我們可以看到方案一的誤差很大，由于紅外裝置測(cè)的距離比擬近，而光速很快，因此回饋到單片機(jī)中的時(shí)間很短，單片機(jī)很難測(cè)出準(zhǔn)確的時(shí)間并準(zhǔn)確處理，而在一般情況下的光速不太準(zhǔn)確，因此誤差較大，而且根據(jù)距離=光速*時(shí)間，要想測(cè)10米時(shí)間至少要精確到0.0000001s，顯然用單片機(jī)是很難做到的。方案二是先將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入單片機(jī)中，因此在測(cè)量時(shí)存在的誤差就會(huì)相對(duì)較小，綜合考慮，選擇方案二可行。2.2紅外測(cè)距系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)主要由紅外測(cè)距傳感器、A/D轉(zhuǎn)換電路，AT89C52芯片、鍵盤接口電路及LCD顯示電路等組成。其組成框圖如圖2.3所示：圖2.3紅外測(cè)距系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)第3章紅外測(cè)距的硬件設(shè)計(jì)3.1紅外收發(fā)模塊紅外發(fā)送管是用于發(fā)送信號(hào),經(jīng)過(guò)障礙物將信號(hào)反射,紅外接收管接收到反射回來(lái)的信號(hào),然后根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱將對(duì)應(yīng)的電壓值顯示在顯示模塊上,并將此時(shí)的距離記錄下來(lái)。然后整改程序，用紅外收發(fā)模塊進(jìn)行測(cè)距，就可在顯示模塊上顯示出紅外接收管接收的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的距離值。GP2Y0A02YK0F紅外測(cè)距傳感器20-150cm圖3.1紅外傳感器結(jié)構(gòu)圖圖3.2protues中紅外傳感器如圖3.2所示GP2Y0A02YK0F有3個(gè)端口，其中VCC接信號(hào)輸入，VO接MCP3001的IN+，GND接地線。GP2Y0A02YK0F測(cè)量范圍在20cm-150cm之間，測(cè)量誤差小于0.5cm。是一個(gè)距離測(cè)量傳感器單元，PSD的集成組合構(gòu)成〔位置敏感探測(cè)器〕，IRED〔紅外發(fā)光二極管〕和信號(hào)原理電路。由于采用三角測(cè)量方法，各種物體的反射率，對(duì)環(huán)境溫度和工作時(shí)間距離檢測(cè)不容易產(chǎn)生影響。推薦工作條件：參數(shù)符號(hào)條件等級(jí)單位電源電壓VccV表3.1紅外傳感器參數(shù)絕對(duì)最大額定值：表3.2紅外傳感器參數(shù)參數(shù)符號(hào)等級(jí)單位電源電壓Vcc-0.3?+7V輸出端電壓Vo-0.3?+0.3V工作溫度?OPR-10到+60℃儲(chǔ)存溫度?-40到+70℃3.2A/D轉(zhuǎn)換模塊A/D轉(zhuǎn)換器按照轉(zhuǎn)換的原理可分為直接A/D轉(zhuǎn)換器和間接A/D轉(zhuǎn)換器兩種類型。直接A/D轉(zhuǎn)換器，就是把模擬信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，比方逐次逼近型。間接A/D轉(zhuǎn)換器是先把模擬量轉(zhuǎn)換成中間量，然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，如電壓/時(shí)間轉(zhuǎn)換型，電壓/頻率轉(zhuǎn)換型，電壓/脈寬轉(zhuǎn)換型等。其中積分型A/D轉(zhuǎn)換器的電路簡(jiǎn)單，抗干擾的能力強(qiáng)，而且能做到高分辨率，但是轉(zhuǎn)換速度較慢。有些轉(zhuǎn)換器還將多路開關(guān)、基準(zhǔn)電壓源、時(shí)鐘電路、譯碼器和轉(zhuǎn)換電路集成在一個(gè)芯片內(nèi)，已經(jīng)遠(yuǎn)超出了單純A/D轉(zhuǎn)換功能，使用十分方便。A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換原理:一個(gè)完整的A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中，必須包括取樣、保持、量化與編碼等路。取樣與保持由于取樣的時(shí)間極短，取樣輸出為一串?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)的窄脈沖。要把每個(gè)取樣的窄脈沖信號(hào)數(shù)字化，需要一定的時(shí)間。因此在兩次取樣之間，應(yīng)將取樣的模擬信號(hào)暫時(shí)儲(chǔ)存直到下個(gè)取樣脈沖到來(lái)，我們把這個(gè)動(dòng)作稱之為保持。

在模擬電路設(shè)計(jì)中，需要增加一個(gè)取樣-保持電路。為了保證正確轉(zhuǎn)換，模擬電路要保存著還未轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。

量化與編碼

量化與編碼電路是A/D轉(zhuǎn)換器的核心組成局部，量化方法：先取最小量化單位Δ=U/2n，當(dāng)輸入模擬電壓U在0~Δ之間時(shí)，那么歸入0Δ，當(dāng)U在Δ~2Δ之間時(shí)，那么歸入1Δ。如果量化單位Δ=2U/(2n+1–1)，當(dāng)輸入電壓U在0～Δ/2之間時(shí)，歸入0Δ，當(dāng)U在Δ/2~3/2Δ之間時(shí)，就要?dú)w入1Δ。分辨率分辨率(Resolution)指數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量,定義為滿刻度與2n的比值。分辨率又稱精度,通常以數(shù)字信號(hào)的位數(shù)來(lái)表示。位數(shù)越高，分辨率就越高。假設(shè)小于最小變化量的輸入模擬電壓的任何變化，將不會(huì)引起輸出數(shù)字值的變化。

不需要分辨率高的場(chǎng)合，所得到到的就大多是噪聲。

分辨率太低，就會(huì)有無(wú)法取樣到所需的信號(hào)。轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率(ConversionRate)是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的AD轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間的倒數(shù)。為了保證轉(zhuǎn)換的正確完成,采樣速率(SampleRate)必須小于或等于轉(zhuǎn)換速率。轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間是指A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間。

從啟動(dòng)信號(hào)開始到轉(zhuǎn)換結(jié)束并得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出值為止的時(shí)間間隔。轉(zhuǎn)換時(shí)間越短，轉(zhuǎn)換速度就越快。

精準(zhǔn)度

對(duì)于A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，精準(zhǔn)度指的是在輸出端產(chǎn)生所設(shè)定的數(shù)字?jǐn)?shù)值，相對(duì)精準(zhǔn)度指的是滿刻度值校準(zhǔn)以后，任意數(shù)字輸出所對(duì)應(yīng)的實(shí)際模擬輸入值與理論值之差。

對(duì)于線性A/D轉(zhuǎn)換器，其相對(duì)精準(zhǔn)度就是它的線性程度。由于電路制作上的影響，會(huì)產(chǎn)生像是非線性誤差，或是量化誤差等減低相對(duì)精準(zhǔn)度的因素。MCP3001特性：10位分辨率1LSBDNL(最大值)1LSBINL(最大值)片上采樣和保持電路SPI串行接口單電源供電的電壓范圍:2.7V至5.5V5V時(shí)的采樣速率為200ksps2.7V時(shí)的采樣速率為75ksps低功耗CMOS技術(shù)一5nA典型待機(jī)電流，2A(最大值)一5V時(shí)，工作電流的最大值為500A8引腳PDIP，SOIL,MSOP和TSSOP封裝說(shuō)明：Microchip的MCP3001，是一款具有片上采樣和保持電路的10位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器〔ADC〕。該器件提供一個(gè)偽差分輸入通道:指定差分非線性(DNL)和積分非線性(INL)的最大值為1LSB。它使用符合SPI協(xié)議的簡(jiǎn)單串行接口與器件通信。當(dāng)時(shí)鐘速率為2.8MHz時(shí)，該器件的采樣速率最大數(shù)值可為200ksps。MCP3001器件的工作電壓范圍很寬，為2.7V一5.5V。低電流設(shè)計(jì)允許器件在典型待機(jī)電流為5nA和典型工作電流為400A條件下工作。該器件以8引腳PDIP,MSOP,TSSOP和150milSOIL封裝形式提供。圖3.3MCP3001引腳圖圖3.4protues中MCP3001接線圖表3.3MCP3001引腳名稱功能2.7至5.5V電源地線IN+正模擬輸入IN-負(fù)模擬輸入CLK串行時(shí)鐘串行數(shù)據(jù)輸入CS/SHDN片選輸入/關(guān)閉基準(zhǔn)電壓輸入如圖3.4所示，mcp3001的VREF接vcc，IN+接GP2Y0A02YK0F紅外測(cè)距傳感器的Vo，CLK接單片機(jī)上的P2.2，DO接單片機(jī)上的P2.1，CS接單片機(jī)上的P2.0。MCP3001具有片上采樣和保持電路的10位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器〔ADC〕,逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理是將待換的模擬輸入信號(hào)與一個(gè)推測(cè)信號(hào)進(jìn)行比擬，根據(jù)二者大小決定增大還是減小輸入信號(hào)，以便向模擬輸入信號(hào)逼近。推測(cè)信號(hào)由D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字信號(hào)就對(duì)應(yīng)的時(shí)模擬輸入量的數(shù)字量。這種A/D轉(zhuǎn)換器一般速度很快，但精度不高。A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)中以分辨率和轉(zhuǎn)換速率最為重要，分辨率越高，就能把滿量程里的電平分出更多份數(shù)，得到的轉(zhuǎn)換結(jié)果就越精確，得到的數(shù)字信號(hào)再用DAC轉(zhuǎn)換回去就越接近原輸入的模擬值〔10位ADC能分辨2的10次方〕。MCP3001分辨率：10位ADC能分辨出滿刻度的1/1024.MCP3001轉(zhuǎn)換速率：速度很快。由上可知，MCP3001的性能相比其他ADC要好很多。3.3LCD顯示模塊圖3.5protues中LCD顯示模塊LCD與單片機(jī)的接口電路如圖3.5所示，單片機(jī)P0分別接D1-D7，同時(shí)接上排阻，而在排阻另一端接上vcc。單片機(jī)上的P2.5接E，P2.6接RW，P2.7接RS，單片機(jī)通過(guò)P0口向LCD輸送數(shù)據(jù)，顯示測(cè)得的距離。值得注意的是，P0口要接上拉電阻來(lái)保證對(duì)LCD的成功驅(qū)動(dòng)。LCD1602已很普遍了，可以很方便地應(yīng)用于市面上大局部的字符型液晶。字符型LCD通常有14條引腳線或l6條引腳線的LCD,多出來(lái)的2條線是背光電源線Vcc(〔15腳)和地線GND〔16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，定義如下表所示:表3.4LED引腳功能引腳號(hào)引腳名電平輸入/輸出作用1vss電源地2Vcc電源〔+5v〕3Vee比照電壓調(diào)整4RS0/1輸入0=輸入指令1=輸入指令5R/W0/1輸入0=向LED寫入指令或數(shù)據(jù)1=從LED讀取信息6E1,1→0輸入使能信號(hào)，1時(shí)讀取信息，1→0〔下降沿〕執(zhí)行指令3.4AT89C52單片機(jī)概述單片機(jī)是在集成電路芯片上集成各種組件的微型計(jì)算機(jī)，這些組件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序內(nèi)存ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時(shí)鐘部件的集成和I/O接口等電路。由于單片機(jī)具有體積小、價(jià)格低、可靠性高、開發(fā)應(yīng)用方便等特點(diǎn)，因此在現(xiàn)代電子技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，在智能儀表中單片機(jī)是應(yīng)用最多、最活潑的領(lǐng)域之一。在控制領(lǐng)域中,現(xiàn)如今人們更注意計(jì)算機(jī)的底本錢、小體積、運(yùn)行的可靠性和控制的靈活性。在各類儀器、儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。AT89C52單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常是由兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。在AT89C52單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接晶振，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。電容的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5-30pF之間，典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.2-12MHz間選擇，典型值為12MHz和11.0592MHz。當(dāng)在AT89C21單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期的時(shí)候，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作〔假設(shè)該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就會(huì)處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)〕。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中的上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要VCC的上升時(shí)間不超過(guò)1ms,就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。時(shí)鐘頻率用6MHZ時(shí)C取22uF,R取1KΩ。除了上電復(fù)位外，有時(shí)候還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位，本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過(guò)RST端經(jīng)過(guò)電阻與電源VCC接通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。最小系統(tǒng)如圖3.6所示。圖3.6AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)AT89C52單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)功能AT89C52是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS的8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦寫的程序內(nèi)存和12B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性的存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)配置通用8位元中央處理器〔CPU〕和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域中。AT89C52的各引腳功能：(1)VCC:電源(2)GND:地(3)P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1〞時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。(4)P1口：P1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。表4-1P1口第二功能引腳號(hào)第二功能P1.0T2〔定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入〕，時(shí)鐘輸出P1.1T2EX〔定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制〕P1.5MOSI〔在系統(tǒng)編程用〕P1.6MISO〔在系統(tǒng)編程用〕P1.7SCK〔在系統(tǒng)編程用〕(5)P2口：P2口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。(6)P3口：P3口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻8位雙向I/O口，對(duì)P3端口寫“1〞時(shí)，可以作為輸入口使用。P3口可作為AT89C51第二功能使用，如表3.5所示。表3.5P3口第二功能引腳號(hào)第二功能P3.0RXD〔串行輸入〕P3.1TXD〔串行輸出〕P3.2INT0(外部中斷0)P3.3INT0(外部中斷0)P3.4T0〔定時(shí)器0外部輸入〕P3.5T1〔定時(shí)器1外部輸入〕P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)(7)RST:復(fù)位輸入。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來(lái)完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。(8)ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)〔ALE〕是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳〔PROG〕也用作編程輸入脈沖。(9)PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)〔PSEN〕是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。(10)EA/VPP:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)(11)XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路輸入端。(12)XTAL2:振蕩器反相放大器輸出端。3.5整個(gè)紅外測(cè)距系統(tǒng)顯示整個(gè)紅外測(cè)距系統(tǒng)由AT89C52芯片、紅外距離傳感器、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、A/D轉(zhuǎn)換電路與LCD顯示器構(gòu)成。硬件結(jié)構(gòu)電路圖如圖3.7所示：圖3.7protues中整體系統(tǒng)單片機(jī)AT89C52左端分別接了時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，這是單片機(jī)最小的系統(tǒng)。XTAL1和XTAL2串連一個(gè)晶振，并且分別接上一個(gè)20p的電容，兩個(gè)電容另一端都接地，構(gòu)成時(shí)鐘電路。RST同時(shí)接上100p電容，4腳按鍵，1k電阻，4腳按鍵另一端接上一個(gè)1k電阻再與100p電容并聯(lián)接VCC，1k電阻另一端那么接地，構(gòu)成復(fù)位電路。單片機(jī)AT89C52右端P0端同時(shí)接LED的D1-D7端口和排阻，P2.0接CLK，P2.1接DO，P2.2接CS，P2.5接E，P2.6接RW，P2.7接RS。MCP3001的VREF接vcc，IN+接紅外距離傳感器的Vo。第4章紅外測(cè)距的軟件設(shè)計(jì)4.1程序流程圖在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中。當(dāng)紅外系統(tǒng)被啟動(dòng)后，首先，對(duì)AT89C52單片機(jī)進(jìn)行初始化。然后，當(dāng)AT89C52單片機(jī)接收到紅外接收電路傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換程序，將片外的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)電壓—距離轉(zhuǎn)換子程序，將變化的電壓轉(zhuǎn)換為距離。最后，在動(dòng)態(tài)掃描LCD顯示器上顯示出來(lái)。主程序流程圖如圖4.1所示。圖4.1程序流程圖紅外測(cè)距系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要由主程序，延時(shí)函數(shù)，顯示程序函數(shù)組成。程序開始,紅外測(cè)距主程序第一步將顯示屏1602初始化,并顯示測(cè)量開始,第二步導(dǎo)入延時(shí)程序,并顯示程序,顯示電壓和距離。其次子函數(shù)調(diào)用,讀MCP3001函數(shù)并轉(zhuǎn)換函數(shù)得出電壓值,再調(diào)用距離計(jì)算函數(shù),得出距離值。此時(shí)主函數(shù)中顯示函數(shù)會(huì)將電壓和距離顯示出來(lái)，程序就此結(jié)束。此程序中屢次使用調(diào)用子函數(shù)，讀MCP3001函數(shù)，距離計(jì)算函數(shù)，算術(shù)平均濾波程序構(gòu)成AD值的采集和計(jì)算；LCD忙標(biāo)志判斷函數(shù)，寫數(shù)據(jù)子函數(shù)，寫命令子函數(shù)，顯示數(shù)據(jù)調(diào)整函數(shù)，字符串顯示函數(shù)，顯示子函數(shù)構(gòu)成顯示函數(shù)；1602初始化函數(shù)，LCD清屏函數(shù)那么構(gòu)成清屏函數(shù)。不過(guò)完成程序并不是一次就能成功的，首先要先將AD采集程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將固定距離所采集到的信號(hào)強(qiáng)度記錄下來(lái),然后將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)參加程序中,最后通過(guò)紅外模塊進(jìn)行測(cè)量,便可顯示出對(duì)應(yīng)的距離值，主程序是整個(gè)程序的根底，也是核心。此時(shí)距離計(jì)算函數(shù)才算完成，距離計(jì)算函數(shù)實(shí)際就是測(cè)量時(shí)得出距離電壓關(guān)系，我們反過(guò)來(lái)先拿出距離再得出電壓，舉例來(lái)說(shuō)，用卷尺量1米距離，再用紅外測(cè)距系統(tǒng)來(lái)量1米距離，這時(shí)對(duì)應(yīng)1米距離的電壓記下來(lái)。根據(jù)這個(gè)方法把其它各個(gè)距離的電壓記下來(lái)，把這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系變成計(jì)算距離的函數(shù)，再測(cè)距時(shí)就可以根據(jù)這個(gè)函數(shù)來(lái)得出距離了。第5章系統(tǒng)軟硬件調(diào)試5.1硬件調(diào)試紅外測(cè)距儀的制作為了使信號(hào)穩(wěn)定，最好給輸入電源加上一個(gè)濾波電路，否那么顯示屏上有閃爍，不穩(wěn)定，會(huì)增加誤差，但總體來(lái)說(shuō)不影響結(jié)果。在本次設(shè)計(jì)中，主控模塊是非常重要的局部，它不僅是本次設(shè)計(jì)的核心，在本次硬件調(diào)試中也遇到了問(wèn)題，接上電源的時(shí)候，顯示屏不亮，沒有任何顯示，于是我做了如下的工作：(1)檢查電源是否通電，發(fā)現(xiàn)指示燈亮著；(2)編程使P1為低電平，檢查到P1輸出為低；(3)檢查P0口未接上拉電阻，接上顯示屏發(fā)亮了。在本次硬件調(diào)試中還遇到了顯示屏出顯示，但顯示有很大問(wèn)題，調(diào)節(jié)距離后，顯示還是不變，檢查后發(fā)現(xiàn)mcp3001與vcc沒接好，或CS，DO，CLK與單片機(jī)接觸不良。5.2軟件調(diào)試硬件電路制作完成并調(diào)試好后，便可將程序編譯好下載到單片機(jī)試運(yùn)行。根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)和程序，測(cè)距儀能測(cè)的范圍為20cm～150cm，測(cè)距儀最大誤差不超過(guò)0.5cm。系統(tǒng)調(diào)試完后對(duì)各個(gè)距離進(jìn)行屢次測(cè)量，與預(yù)定值進(jìn)行比擬，對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行屢次實(shí)驗(yàn)分析，不斷調(diào)節(jié)器件和修改程序使其到達(dá)實(shí)際使用的測(cè)量要求。為了更方便了解電壓與距離之間的關(guān)系，我將程序做了些許修改，在顯示距離的根底上再把電壓也顯示出來(lái)了，這樣結(jié)果一目了然。因?yàn)殡妷号c距離之間的關(guān)系不是線性關(guān)系，所用用函數(shù)來(lái)表示會(huì)有誤差，于是我將此函數(shù)修改，重新測(cè)量，每個(gè)距離對(duì)應(yīng)的電壓記錄下來(lái)輸入程序，如此一來(lái)，測(cè)試更加準(zhǔn)確，誤差更小了。5.3測(cè)試結(jié)果繪圖圖5.2是紅外距離傳感器GP2Y0A02YK0F電壓距離關(guān)系圖，圖中所測(cè)電壓對(duì)應(yīng)的不同距離值，圖中橫坐標(biāo)代表距離，縱坐標(biāo)是距離電壓值，單位是cm。從圖中可以看出，電壓與距離并不是線性關(guān)系，而是一條相對(duì)平滑的曲線。因此結(jié)果不一定十分準(zhǔn)確，接近此圖即可。最終的紅外測(cè)距系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)20-150cm的近距離測(cè)量，測(cè)量誤差為0.5cm,可以計(jì)算出被測(cè)物體的距離。在測(cè)量距離精度方面，還有待于改良。圖5.1GP2Y0A02YK0F電壓距離關(guān)系圖表5.1電壓距離關(guān)系電壓v2.89v1.94v1.47v1.18v0.980.850.740.660.600.540.500.460.430.40測(cè)量距離cm1930415162728292102112122131141151實(shí)際距離cm20304050607080901001101201301401505.4調(diào)試中遇到的問(wèn)題在焊接過(guò)程中一些地方出現(xiàn)虛焊等接觸不良的問(wèn)題，導(dǎo)致顯示不穩(wěn)定有閃爍。接線過(guò)程中用插針接線容易導(dǎo)致接線松動(dòng)，沒接到或者接觸不良。環(huán)境問(wèn)題紅外線在空氣介質(zhì)的傳播過(guò)程中會(huì)有很大的衰減，其衰減遵循指數(shù)規(guī)律。一般情況下能測(cè)150cm，但是空氣介質(zhì)發(fā)生改變，如塵埃過(guò)多，導(dǎo)致紅外線強(qiáng)度降低，測(cè)量發(fā)生誤差，且測(cè)量距離變小。周圍有其他輻射源，并且強(qiáng)度很大時(shí)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果結(jié)論對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行測(cè)量、校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)其測(cè)量范圍在20cm—150cm內(nèi)的平面物體做了屢次測(cè)量發(fā)現(xiàn)，其最大誤差為0.5cm，且重復(fù)性好。該測(cè)距儀穩(wěn)定性比擬高、靈敏度比擬高，測(cè)量時(shí)在紅外線測(cè)距儀周圍沒有其它物體。但是在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)有一些不便的地方：1.測(cè)量時(shí)在紅外線測(cè)距儀和目標(biāo)物體之間周沒有其它可阻擋的物體，由于是根據(jù)反射能量法，且發(fā)射功率有限，反射回來(lái)的紅外線能量容易過(guò)低而無(wú)法采集，測(cè)距儀無(wú)法測(cè)量150cm外的物體。2.必須在干凈清新的空氣環(huán)境下測(cè)量，空氣中一旦塵埃過(guò)多，會(huì)對(duì)反射紅外線強(qiáng)度有極大的干擾，最終影響計(jì)算距離的值。3.不能夠?qū)崿F(xiàn)不同溫度下的測(cè)距功能。4.因?yàn)槌暡ㄊ菍⒖諝庾鳛槊浇樗允茈姶鸥蓴_比擬大。紅外線測(cè)距儀的原理有兩種：一種是紅外線傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算出傳播距離；一種是根據(jù)發(fā)射光的強(qiáng)弱可以判斷所測(cè)的距離，由于接收管接收的光強(qiáng)是隨與發(fā)光管的距離變化而變化的，因而，距離近那么接收光強(qiáng)，距離遠(yuǎn)那么接收光弱。由上述的分析知，如果能夠干凈清新的空氣環(huán)境,穩(wěn)定的溫度下，無(wú)其它電磁干擾，阻擋的物體，能夠獲得較高的測(cè)量精度。本電路設(shè)計(jì)由于元器件及其成板誤差，測(cè)量最大距離未能到達(dá)設(shè)計(jì)初衷要求，但對(duì)測(cè)量距離結(jié)果的誤差影響不大，能滿足日常生活、工業(yè)生產(chǎn)的測(cè)量要求，因此此設(shè)計(jì)有著很大的意義。同時(shí)通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)能夠提高我對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)、編程能力和電路設(shè)計(jì)能力。參考文獻(xiàn)[1]張明峰，《PIC單片機(jī)入門與實(shí)戰(zhàn)》，北京航空航天大學(xué)出版社[2]竇振中，《PIC單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)例》，北京航空航天大學(xué)出版社[3]謝自美，電子線路綜合設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)出版社，2006-6[4]康華光，《電子技術(shù)根底：模擬局部〔第五版〕》,高等教育出版社，2006[5]潘永雄，沙河．電子線路CAD實(shí)用教程[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社：2007．[6]51單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)100例．[7]康華光主編．電子技術(shù)根底[M]．第四版．北京：高等教育出版社，1999[8]《單片機(jī)原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)．武漢大學(xué)珞珈學(xué)院[9]《一種紅外線測(cè)距技術(shù)的探討》[10]《紅外測(cè)距傳感器的原理與設(shè)計(jì)最終版》[11]劉坤，《51單片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附錄#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineulongunsignedlongsbitRS=P2^0;//LCD命令/數(shù)據(jù)端sbitRW=P2^1;//LCD讀/寫端sbitLCDE=P2^2;//LCD使能端sbitMCP_CS=P2^3;//MCP3001與AT89S52的管腳接線定義sbitMCP_DO=P2^4;sbitMCP_CLK=P2^5;uintmeasure;ucharflag;//Busy標(biāo)志ucharcodedis[]={"MeasureStart"};//顯示ucharcodedis1[]={"V=.V,L=CM"};ucharcodedis2[]={"0123456789."};//顯示代碼ucharcodedis3[]={"OutMeasure!"};//顯示uchardis_buf[8];//顯示緩沖區(qū)voidL_delay(void);//短延時(shí)voiddelay_ms(uintn);//延時(shí)函數(shù)uintread_MCP(void);//讀MCP3001voidinit_1602(void);//1602初始化函數(shù)voidbusy(void);//LCD忙標(biāo)志判斷函數(shù)voiddat_wrt(uchardat);//寫數(shù)據(jù)子函數(shù)voidcmd_wrt(ucharcmd);//寫命令子函數(shù)uintdistance(void);//距離計(jì)算函數(shù)voidlcd_start(ucharstart);//設(shè)定顯示位置函數(shù)voidLCD_Clear(void);//LCD清屏函數(shù)uchardat_adj(uintdat1);//顯示數(shù)據(jù)調(diào)整函數(shù)voidprint(uchar*str);//字符串顯示函數(shù)voiddisp(uintdat);//顯示子函數(shù)uintaverage(void);//算術(shù)平均濾波程序/****************************主函數(shù)*******************************/main(){init_1602();print(dis);//顯示測(cè)量開始delay_ms(1000);while(1){measure=distance();disp(measure);//顯示高度delay_ms(100);}}/**************************延時(shí)函數(shù)**************************/voiddelay_ms(uintn){uintj;while(n--){for(j=0;j<125;j++);}}/***************************短延時(shí)****************************/voidL_delay(void){uchari;for(i=0;i<5;i++)_nop_();}/************************讀MCP3001函數(shù)*************************/uintread_MCP(void)//////////////////////////read_MCP采集的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換后的值//////////////////////////{ uchari; uinttemp=0; MCP_CS=1; L_delay();MCP_CS=0;//CS置低，開始采樣數(shù)據(jù)for(i=0;i<13;i++)//讀轉(zhuǎn)換的10位數(shù)據(jù){MCP_CLK=0;L_delay();MCP_CLK=1;temp<<=1;if(MCP_DO==1)temp|=0x01;}MCP_CS=1;temp&=0x03ff;//獲取有效轉(zhuǎn)換值return(temp);}/************************LCD忙標(biāo)志判斷函數(shù)*******************/voidbusy(void){flag=0x80;//賦初值高位為1禁止while(flag&0x80)//讀寫操作使能位禁止時(shí)等待繼續(xù)檢測(cè){P0=0xff;RS=0;//指向地址計(jì)數(shù)器RW=1;//讀LCDE=1;//信號(hào)下降沿有效flag=P0;//讀狀態(tài)位元高位為狀態(tài)LCDE=0;}}/************************寫數(shù)據(jù)子函數(shù)************************/voiddat_wrt(uchardat){busy();//檢測(cè)讀寫操作使能嗎LCDE=0;RS=1;//指向數(shù)據(jù)存放器RW=0;//寫P0=dat;//寫數(shù)據(jù)LCDE=1;//高電平有效LCDE=0;}/*************************寫命令子函數(shù)************************/voidcmd_wrt(ucharcmd){LCDE=0;busy();//檢測(cè)讀寫操作使能嗎P0=cmd;//命令RS=0;//指向命令計(jì)數(shù)器RW=0;//寫LCDE=1;//高電平有效LCDE=0;}/***********************距離計(jì)算函數(shù)***************************/uintdistance(void){uinttemp1;temp1=average();/////////////////////////////////temp1平均數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的距離////////////////////////////////////if((temp1>60)&(temp1<960))//在正常測(cè)量范圍？{temp1=13569/(temp1+7)-4;//轉(zhuǎn)換測(cè)量數(shù)據(jù)}else{temp1=0x00ff;//超出測(cè)量范圍，返回錯(cuò)誤標(biāo)志}return(temp1);}/************************算術(shù)平均濾波程序**********************/uintaverage(void){uchari;uintav_dat;/////////////////////////////////av_dat平均數(shù)據(jù)////////////////////////////////////////ulongave=0;for(i=0;i<10;i++)//連續(xù)讀取10個(gè)數(shù)據(jù)值{ave+=read_MCP();//讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)L_delay();}av_dat=(uint)(ave/10);//求平均值return(av_dat);}/*************************1602初始化函數(shù)************************/voidinit_1602(void){cmd_wrt(0x01);//清屏cmd_wrt(0x0c);//開顯示，不顯示游標(biāo)，不閃爍cmd_wrt(0x06);//完成一個(gè)字符碼傳送后，光標(biāo)左移，顯示不發(fā)生移位元cmd_wrt(0x38);//16×2顯示，5×7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口}/************************設(shè)定顯示位置函數(shù)************************/voidlcd_sta