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利用51單片機實現(xiàn)激光測距傳感器的代碼解析

• 時間：2024-06-16 08:56:34
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在本文中，我們將詳細介紹如何使用51單片機和激光測距傳感器(LD3320)來實現(xiàn)一個簡單的距離測量系統(tǒng)。通過這個項目，你將學習到如何編寫代碼以讀取傳感器的數(shù)據(jù)并計算距離，以及如何將這些數(shù)據(jù)可視化。

## 1. 準備工作

在開始編寫代碼之前，我們需要確保所有的硬件連接正確。以下是所需組件：

- Arduino Uno開發(fā)板(或其他兼容的51單片機)

- LDR3320激光測距傳感器模塊

- 杜邦線若干

將LDR3320模塊連接到Arduino Uno的I2C接口。具體連接方式如下：

- VCC -> 5V

- GND -> GND

- SCL -> A4

- SDA -> A5

- DOUT -> A6/GPIO4

- DOUT_H -> A7/GPIO5

- INTR -> GND

- POWER -> GND

- VDD -> 3.3V

- V0 -> 3.3V

- V1 -> 2.9V

- V2 -> 2.9V

## 2. 初始化和配置

我們需要在`setup()`函數(shù)中進行一些初始化操作。這包括初始化串口通信、設(shè)置引腳模式等。同時，我們還需要為LDR3320模塊的引腳分配中斷服務程序。

```cpp

void setup() {

Serial.begin(9600); // 初始化串口通信，波特率為9600

pinMode(DOUT, INPUT); // 將DOUT引腳設(shè)置為輸入模式

pinMode(DOUT_H, OUTPUT); // 將DOUT_H引腳設(shè)置為輸出模式

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(INTR), distanceHandler, FALLING); // 為INTR引腳分配中斷服務程序

}

```

## 3. 讀取距離值

我們需要編寫一個名為`distanceHandler()`的中斷服務程序，用于讀取距離值。在這個函數(shù)中，我們將讀取DOUT引腳的電平狀態(tài)，并將其轉(zhuǎn)換為距離值。

```cpp

volatile unsigned long distance = 0; // 定義一個全局變量來存儲距離值，使用volatile關(guān)鍵字防止編譯器優(yōu)化掉該變量的更新操作

void distanceHandler() {

if (digitalRead(DOUT) == HIGH) { // 如果DOUT引腳電平狀態(tài)從低變?yōu)楦撸f明有光線穿過傳感器并到達了紅色濾光片

distance = (distance << 1) | 1; // 將當前距離值左移一位并加上1,相當于將二進制數(shù)加1,得到新的距離值(單位：米)

} else if (digitalRead(DOUT) == LOW) { // 如果DOUT引腳電平狀態(tài)從高變?yōu)榈?，說明沒有光線穿過傳感器，距離值不變且不會繼續(xù)增加

} else { // 如果DOUT引腳電平狀態(tài)始終為高或低，可能是因為硬件連接問題導致中斷信號無法正確觸發(fā)，此時我們可以忽略該次中斷并嘗試重新觸發(fā)一次中斷服務程序

}

}

```

## 4. 主循環(huán)和數(shù)據(jù)顯示

我們需要在`loop()`函數(shù)中不斷讀取距離值并通過串口發(fā)送給用戶。同時，我們還可以根據(jù)需要對距離值進行進一步處理，例如四舍五入或轉(zhuǎn)換為厘米等。此外，我們還可以將距離數(shù)據(jù)顯示在LCD液晶顯示屏上。這里假設(shè)我們已經(jīng)連接了一個LCD模塊，并使用了U8G庫進行驅(qū)動。以下是一個簡單的示例代碼：

```cpp

#include // 需要包含U8glib庫頭文件才能使用U8glib類和相關(guān)函數(shù)

U8GLIB_SSD1306_128X64_NONAME_F; // 聲明一個U8glib對象，用于驅(qū)動LCD屏幕(具體的型號和尺寸需要根據(jù)實際硬件進行選擇)

uint8_t font[] = u8g_font_ncenB12_tr; // 加載字體文件(需要根據(jù)實際硬件選擇合適的字體文件)

bool firstDraw = true; // 一個布爾變量，用于判斷是否是第一次繪制顯示內(nèi)容(初始值為true)

int angle = 0; // 一個角度變量，用于控制文本的旋轉(zhuǎn)方向(初始值為0)

float distance = 0; // 一個浮點數(shù)變量，用于存儲距離值(初始值為0)

char buffer[16]; // 一個字符數(shù)組，用于存儲格式化后的距離字符串(初始值為空字符串)

const char* unit = "cm"; // 一個字符串常量，表示距離單位(初始值為"cm")

void loop() {

int oldDistance = distance; // 將舊的