超声波 51单片机 LCD1602显示实验报告
实验目的
本实验的目的是利用51单片机控制LCD1602显示屏和超声波传感器,实时测量距离并将测量结果显示在LCD1602上。通过本实验,掌握51单片机的基本操作、LCD1602显示屏的驱动方法以及超声波传感器的使用。
实验器材
- 51单片机(如STC89C52)
- LCD1602显示屏
- 超声波传感器(如HC-SR04)
- 若干连接线
- 面包板和电源
实验原理
- 51单片机:用作主控单元,负责处理超声波传感器的数据并驱动LCD1602显示屏。
- LCD1602显示屏:通过51单片机的并行接口与其通信,显示测量得到的距离数据。
- 超声波传感器(HC-SR04):通过发射超声波并接收反射回来的超声波,计算从发送到接收的时间差,从而测量距离。
电路连接
51单片机与LCD1602显示屏连接:
- RS(P2.7): 控制命令/数据选择
- RW(P2.6): 控制读/写选择
- EN(P2.5): 使能信号
- 数据端口(P0.0-P0.7): 数据线
51单片机与超声波传感器连接:
- Trig(P1.0): 触发信号
- Echo(P1.1): 回波信号
实验步骤
初始化LCD1602显示屏
初始化函数通过发送一系列命令设置LCD1602的工作模式,包括显示模式、清屏和光标设置等。这些命令通过51单片机的I/O口发送给LCD1602。
超声波传感器测距
通过向超声波传感器的Trig引脚发送一个10微秒的高电平信号,触发传感器发射超声波。超声波遇到障碍物反射回来,被传感器的Echo引脚接收。通过计时从发送到接收的时间差,并利用公式计算出距离。
显示测量数据
将计算得到的距离数据转换为字符串格式,并通过51单片机将其发送到LCD1602显示屏显示。
程序原理
LCD1602显示控制
LCD1602显示屏的初始化过程包括设置显示模式、清屏、光标设置等步骤。显示数据时,通过设置RS和RW引脚选择命令或数据模式,并通过使能引脚EN来锁存数据。
超声波传感器测距
超声波传感器通过发送和接收超声波来测量距离。测距过程包括发送触发信号、等待接收回波信号以及计时。根据计时时间和声速,计算得到距离值。
关键函数介绍
- LCD初始化函数:设置显示模式、清屏、光标设置等。
- LCD命令写入函数:向LCD1602发送控制命令。
- LCD数据写入函数:向LCD1602发送显示数据。
- 超声波测距函数:通过超声波传感器测量距离,并返回计算得到的距离值。
- 数据显示函数:将测量得到的距离数据转换为字符串格式,并显示在LCD1602上。
总结
通过本实验,成功实现了51单片机控制LCD1602显示屏并结合超声波传感器实时测量并显示距离。实验过程中,掌握了51单片机与LCD1602显示屏的接口技术、超声波传感器的工作原理及其在实际应用中的使用方法。实验结果表明,该系统能够准确测量并实时显示距离,具有一定的实用价值和参考意义。
资料
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2