51单片机两路超声波测距：从原理到代码实现

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在电子制作的世界里，超声波测距是一项非常实用的技术，今天咱就来讲讲51单片机如何实现两路超声波测距，并且带上温度补偿，再用18B20测温，最后通过LCD1602显示温度和实测距离，还会分享Keil4程序源码以及Proteus仿真文件哦。

超声波测距原理

超声波测距的基本原理就是通过发送超声波脉冲，然后检测反射回来的回波，根据超声波在空气中传播的时间来计算距离。公式为：距离 = 声速 × 时间 / 2 。但声速会随温度变化，所以温度补偿就很重要啦。

18B20测温原理

18B20是常用的数字温度传感器，它采用单总线通信协议。单片机只需一根线就能和它进行数据交互，读取到当前的温度值。

硬件连接

1. 超声波模块：每个超声波模块有四个引脚，分别为VCC、GND、Trig（触发引脚）和Echo（回响引脚）。VCC接5V，GND接地，Trig和Echo分别接到51单片机的I/O口。
2. 18B20：同样有三个引脚，VCC接5V，GND接地，DQ（数据引脚）接到51单片机的I/O口。
3. LCD1602：VSS接地，VDD接5V，V0接电位器调节对比度，RS、RW、E分别接单片机I/O口，D0 - D7接单片机I/O口（也可以采用4位模式连接，这里为方便讲解采用8位模式）。

Keil4程序源码

头文件包含与全局变量定义

#include <reg51.h> #include <intrins.h> #include <1602.h> // 自定义的LCD1602驱动头文件 #include <18b20.h> // 自定义的18B20驱动头文件 sbit Trig1 = P1^0; // 第一路超声波触发引脚 sbit Echo1 = P1^1; // 第一路超声波回响引脚 sbit Trig2 = P1^2; // 第二路超声波触发引脚 sbit Echo2 = P1^3; // 第二路超声波回响引脚 unsigned int distance1, distance2; // 存储两路距离 float temperature; // 存储温度

这里定义了各个引脚的位变量，还有用于存储距离和温度的变量。

18B20温度读取函数

float read_temperature() { unsigned char low, high; float temp; init_18b20(); // 初始化18B20 write_byte_18b20(0xcc); // 跳过ROM操作命令 write_byte_18b20(0x44); // 启动温度转换 _nop_(); _nop_(); init_18b20(); write_byte_18b20(0xcc); write_byte_18b20(0xbe); // 读取温度寄存器 low = read_byte_18b20(); high = read_byte_18b20(); temp = (high << 8) | low; if (temp & 0xf800) { // 负数处理 temp = ~temp + 1; temp = -((float)temp * 0.0625); } else { temp = (float)temp * 0.0625; } return temp; }

这个函数先初始化18B20，然后发送命令启动温度转换，再读取温度寄存器的值，最后根据数据格式计算出实际温度值。

超声波测距函数

unsigned int measure_distance(sbit Trig, sbit Echo) { unsigned int time; Trig = 0; _nop_(); _nop_(); Trig = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); Trig = 0; while (!Echo); TR0 = 1; // 启动定时器0 while (Echo); TR0 = 0; // 停止定时器0 time = TH0 * 256 + TL0; TH0 = 0; TL0 = 0; return time * 0.017; // 根据声速计算距离 }

这个函数通过控制Trig引脚发送超声波脉冲，然后等待Echo引脚回响，利用定时器0记录回响时间，从而计算出距离。

主函数

void main() { init_lcd(); // 初始化LCD1602 TMOD = 0x01; // 定时器0工作在模式1 TH0 = 0; TL0 = 0; while (1) { temperature = read_temperature(); distance1 = measure_distance(Trig1, Echo1); distance2 = measure_distance(Trig2, Echo2); // 根据温度补偿声速计算更准确的距离，这里简单示意，实际可优化 // 假设声速与温度关系：v = 331.5 + 0.607 * temperature // 重新计算distance1和distance2 display_temperature(temperature); // 自定义函数显示温度到LCD1602 display_distance1(distance1); // 自定义函数显示第一路距离到LCD1602 display_distance2(distance2); // 自定义函数显示第二路距离到LCD1602 delay(500); // 延时 } }

主函数里先初始化LCD1602和定时器0，然后在循环里不断读取温度和两路距离，最后显示在LCD1602上，并适当延时。

Proteus仿真

Proteus仿真文件可以帮助我们在实际制作硬件之前验证程序的正确性。在Proteus中搭建好51单片机、超声波模块、18B20和LCD1602的电路连接，然后导入编译好的Hex文件，运行仿真就能看到LCD1602上显示出实时的温度和两路超声波测量的距离啦。

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希望通过这篇博文，大家能对51单片机的两路超声波测距、18B20测温以及LCD1602显示有更深入的理解，赶紧动手试试吧！

上述代码中的自定义函数（如display_temperature等）需根据实际情况编写，这里主要展示核心逻辑代码。完整的工程文件（Keil4项目和Proteus仿真文件）可以在相关论坛或我的个人资源分享区获取哦（如有）。