题2:温湿度监控系统设计





功能要求:

1)开机显示时间(小时、分)、时分可修改;

2)用两个滑动变阻器分别模拟温度传感器(测量范

围0-100度)与湿度传感器(0-100%),通过按键

可以在数码管切换显示当前温度值、湿度值;

3)当温度低于20度时,红灯长亮;

4)当湿度高于70%时,黄灯长亮;

5)当湿度正常时,绿灯亮;温度正常时蓝灯亮。

硬件调试:实现以上功能


![在这里插入图片描述](/static/img/images/01862.png)

### 温湿度监控系统设计实验报告

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#### 一、实验背景及目的

本实验旨在设计一个温湿度监控系统，通过模拟温度和湿度传感器来测量环境参数，并根据设定的阈值控制不同颜色的指示灯。同时，系统还具备时间显示与修改功能，以满足基本的时钟需求。

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#### 二、系统功能需求

1. **时间显示与修改**：系统开机后显示当前时间（小时、分钟），并允许用户通过按键修改时间。

2. **温湿度显示**：通过两个滑动变阻器分别模拟温度传感器（0-100度）和湿度传感器（0-100%），用户可通过按键在数码管上切换显示当前温度值和湿度值。

3. **指示灯控制**：

   - 温度低于20度时，红灯长亮。

   - 湿度高于70%时，黄灯长亮。

   - 湿度在正常范围（≤70%）时，绿灯亮。

   - 温度在正常范围（≥20度）时，蓝灯亮。

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#### 三、系统设计原理

##### 1. **硬件设计**

系统硬件主要由微控制器、数码管显示模块、滑动变阻器、按键矩阵和指示灯组成。

- **微控制器**：负责读取传感器数据、处理逻辑并控制显示和指示灯。

- **数码管显示模块**：用于显示时间、温度和湿度值。

- **滑动变阻器**：模拟温度和湿度传感器，通过AD转换获取模拟量值。

- **按键矩阵**：用于用户输入，修改时间和切换显示内容。

- **指示灯**：根据温湿度值进行指示。

##### 2. **软件设计**

软件设计主要分为以下几个模块：

1. **初始化模块**：初始化各个端口、设置定时器、初始化显示内容。

2. **按键检测模块**：检测用户按键输入，并对时间进行修改或切换显示模式。

3. **AD转换模块**：获取滑动变阻器的模拟量值，转换为温度和湿度值。

4. **显示模块**：根据当前模式，显示时间、温度或湿度值。

5. **指示灯控制模块**：根据温湿度值，控制对应的指示灯状态。

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#### 四、电路原理



- **数码管**连接到微控制器的输出端口，用于显示数值。

- **滑动变阻器**连接到AD转换器通道，用于模拟传感器输入。

- **按键矩阵**连接到微控制器的输入端口，用于用户交互。

- **指示灯**通过微控制器的输出端口控制，显示当前环境状态。

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#### 五、程序原理

程序采用C语言编写，主要功能模块说明如下：

##### 1. **初始化模块**

初始化各个端口、设置定时器并初始化显示内容：

```c
void main( void ) {
    DDRA = 0XFF - 0X03;
    DDRC |= 0X03;
    DDRD = 0XFF;
    DDRB = 0X00;
    disp[0] = LED_Disbuf[rtc_hour % 100 / 10];
    disp[1] = LED_Disbuf[rtc_hour % 10];
    disp[2] = LED_Disbuf[rtc_min % 100 / 10];
    disp[3] = LED_Disbuf[rtc_min % 10];
    SREG = 0x80;
    TIMSK |= (1 << TOIE0);
    TCCR0 = 0x03;
    TCNT0 = 0;
    while (1) {
        // 主循环
    }
}
```

##### 2. **按键检测模块**

检测用户按键输入，用于修改时间和切换显示模式：

```c
int get_key( void ) {
    if (PINB != 0XFF) {
        if (PINB == 0xff - 0x01) return(1);
        if (PINB == 0xff - 0x02) return(2);
        // 检测其他按键
    }
    return(0);
}
```

##### 3. **AD转换模块**

获取滑动变阻器的模拟量值，并转换为温度和湿度值：

```c
void AD_GetData( void ) {
    ADMUX = (1 << REFS0);
    ADCSRA |= (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1);
    ADCSRA |= (1 << ADSC);
    while (!(ADCSRA & (1 << ADIF)));
    ADCSRA |= (1 << ADIF);
    ADData0 = ADC;
    ADData0 = ((long) ADData0 * 5010 / 1024) / 50;
    // 处理湿度传感器数据
}
```

##### 4. **显示模块**

根据当前模式，显示时间、温度或湿度值：

```c
if (mode == 0) {
    disp[0] = LED_Disbuf[rtc_hour % 100 / 10];
    disp[1] = LED_Disbuf[rtc_hour % 10];
    disp[2] = LED_Disbuf[rtc_min % 100 / 10];
    disp[3] = LED_Disbuf[rtc_min % 10];
} else if (mode == 1) {
    disp[1] = LED_Disbuf[ADData0 / 100];
    disp[2] = LED_Disbuf[ADData0 % 100 / 10];
    disp[3] = LED_Disbuf[ADData0 % 10];
} else if (mode == 2) {
    disp[1] = LED_Disbuf[ADData1 / 100];
    disp[2] = LED_Disbuf[ADData1 % 100 / 10];
    disp[3] = LED_Disbuf[ADData1 % 10];
}
```

##### 5. **指示灯控制模块**

根据温湿度值，控制指示灯的状态：

```c
if (ADData0 < 20) {
    PORTA &= ~0x10;  // 红灯亮
    PORTA |= 0x20;   // 蓝灯灭
} else {
    PORTA &= ~0x20;  // 红灯灭
    PORTA |= 0x10;   // 蓝灯亮
}
if (ADData1 > 70) {
    PORTA &= ~0x40;  // 黄灯亮
    PORTA |= 0x80;   // 绿灯灭
} else {
    PORTA &= ~0x80;  // 黄灯灭
    PORTA |= 0x40;   // 绿灯亮
}
```

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#### 六、实验结果

通过调试和运行，系统实现了预期的功能。开机后显示当前时间，并能通过按键修改时间；模拟温度和湿度传感器的数据，并能在数码管上切换显示当前温度和湿度值；根据温湿度值控制指示灯的状态，温度低于20度红灯长亮，湿度高于70%黄灯长亮，湿度正常绿灯亮，温度正常蓝灯亮。

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#### 七、总结

本实验通过设计一个温湿度监控系统，结合了AD转换、按键检测、数码管显示和指示灯控制等多项技术，全面锻炼了硬件和软件设计能力。系统在实际运行中表现稳定，达到了预期效果。

#### 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```

【TB作品】温湿度监控系统设计，ATMEGA16单片机，Proteus仿真

4个数码管+1个独立的数码管+键盘





1 键盘输入一个密码后数码管就显示一个密码，再输一个数码管就第二个显示，依次往后推。

2 *号键可以删除之前的一个输入的密码，#号键可以清除所有输入。

3 输入4个后，单片机自动比对密码（无需确认键），密码正确 小灯点亮。

4 密码错误三次后，蜂鸣器响起来。三次后不能进行任何输入，只能重新打开仿真。

5 输入正确一次，即可清空之前有的错误次数。

6 单独的那个数码管显示的就是剩余可犯错次数，犯错3次就不能再次输入了。

7 按键盘的A按键可以修改密码，无需输入原密码，直接按4个密码进去就完成修改。（从简的设计）


![在这里插入图片描述](/static/img/images/01884.png)


# 实验报告

## 实验名称

数码管密码锁系统设计与实现

## 实验目的

1. 掌握基于ATMEGA16单片机的数码管显示和矩阵键盘输入技术。

2. 设计并实现一个具有密码输入、验证和错误提示功能的数码管密码锁系统。

3. 学习蜂鸣器报警和LED指示灯的控制。

## 实验设备

1. ATMEGA16单片机

2. 矩阵键盘

3. 数码管（4个共阳极数码管+1个独立的数码管）

4. LED灯

5. 蜂鸣器

6. Proteus仿真软件

## 系统功能

1. 键盘输入密码，数码管依次显示输入的密码。

2. “*”键用于删除上一个输入的密码，“#”键用于清除所有输入。

3. 输入4位密码后自动比对，如果密码正确，点亮指示灯；密码错误三次后，蜂鸣器报警且锁定系统。

4. 独立数码管显示剩余错误次数，三次错误后系统锁定，无法继续输入。

5. 按键“A”用于修改密码，无需输入原密码，直接输入新密码完成修改。

6. 输入正确一次，即可清空之前的错误次数。

## 系统原理

### 硬件原理

1. **矩阵键盘：** 采用4行4列的矩阵键盘，通过扫描方式获取按键值。

2. **数码管显示：** 采用共阳极数码管，使用段选信号控制显示内容，位选信号控制具体显示哪个数码管。

3. **LED指示灯：** 通过单片机IO口控制，表示密码输入正确。

4. **蜂鸣器：** 通过单片机IO口控制，表示密码错误三次后的报警。

5. **独立数码管：** 显示剩余错误次数。

### 软件原理

1. **键盘扫描：** 通过行列扫描法检测按键输入，根据按键值查找键盘映射表获取实际按键。

2. **密码存储与比对：** 通过数组存储系统密码和用户输入的密码，输入4位后进行比对。

3. **数码管显示：** 根据输入的密码和剩余错误次数更新数码管显示内容。

4. **错误处理：** 记录密码错误次数，三次错误后锁定系统，蜂鸣器报警。

5. **密码修改：** 通过按键“A”进入密码修改模式，直接输入4位新密码更新系统密码。

## 电路设计

1. **矩阵键盘接口：** 矩阵键盘的行线和列线分别连接到单片机的IO口，通过设置行线和检测列线电平变化来识别按键。

2. **数码管接口：** 数码管的段选信号连接到单片机的一个端口，位选信号通过NPN三极管驱动，由单片机的另一组端口控制。

3. **LED与蜂鸣器接口：** LED和蜂鸣器分别通过限流电阻连接到单片机的IO口，通过控制IO口电平实现开关控制。

## 程序设计

### 键盘扫描函数
```c
int getKeyBoardValue(void)
{
    // 键盘扫描代码，返回按键值
}
```

### 显示函数
```c
void display_pwd(char *pwdptr, unsigned char length)
{
    // 根据输入的密码和剩余错误次数更新数码管显示内容
}
```

### 主程序
```c
int main(void)
{
    // 系统初始化
    // 主循环，处理键盘输入、密码比对、数码管显示等逻辑
}
```

## 实验步骤

1. 连接硬件电路，完成矩阵键盘、数码管、LED、蜂鸣器的连接。

2. 编写并烧录程序到ATMEGA16单片机。

3. 使用Proteus仿真，测试系统功能，验证各项功能是否正确实现。

## 实验结果

1. 输入密码，数码管正确显示输入的数字。

2. 密码输入正确，LED指示灯点亮。

3. 密码错误三次后，蜂鸣器报警，系统锁定。

4. 按键“A”可以进入密码修改模式，重新设置系统密码。

5. 独立数码管显示剩余错误次数，错误三次后锁定输入。

## 总结

本实验通过设计和实现一个基于ATMEGA16单片机的数码管密码锁系统，掌握了矩阵键盘输入、数码管显示、LED和蜂鸣器控制等技术，系统功能完善，达到了预期的实验目标。在实际应用中，该设计可以进一步优化，例如增加密码保护机制，增强系统安全性。

## 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```

【TB作品】密码锁，数码管，ATMEGA16单片机，Proteus仿真

智能台灯





1 adc检测光强光敏电阻  显示电压

2 光强太高 也就是高于临界值   就关闭小灯  

3 光强太低 也就是低于临界值 就打开小灯

3 按键修改临界值 显示

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01908.png)


# 实验报告：基于ATMEGA16单片机的智能台灯设计与Proteus仿真

## 1. 实验背景

智能台灯是一种能够根据环境光强自动调节亮度的灯具，广泛应用于节能和智能家居系统中。本实验利用ATmega16单片机和光敏电阻，通过AD转换测量环境光强，结合LCD1602显示屏和按键，实现对环境光强的检测和临界值的设置，从而控制小灯的亮灭。通过Proteus仿真平台，可以直观地验证设计的功能和效果。

## 2. 实验目的

1. 掌握AD转换的基本原理和使用方法。

2. 熟悉LCD1602显示屏的控制与数据输出。

3. 实现环境光强的自动检测和小灯的自动控制。

4. 提高单片机系统设计和调试能力。

## 3. 系统概述

### 3.1 系统组成

1. **ATmega16单片机**：核心控制器，负责AD转换、数据处理和显示控制。

2. **光敏电阻**：用于检测环境光强。

3. **LCD1602显示屏**：用于显示环境光强和临界值。

4. **按键**：用于设置光强临界值。

5. **小灯**：根据光强临界值自动控制亮灭。

### 3.2 系统原理

1. **AD转换**：通过光敏电阻检测环境光强，AD转换模块将模拟信号转换为数字信号。

2. **数据处理**：单片机根据AD转换的结果计算当前光强，并判断是否超过设定的临界值。

3. **显示与控制**：LCD1602显示屏实时显示当前光强和临界值。根据光强和临界值的比较结果，自动控制小灯的亮灭状态。

4. **按键设置**：通过按键可以调整光强的临界值，以适应不同的环境需求。

## 4. 硬件设计

### 4.1 硬件连接

1. **光敏电阻**：连接到ATmega16的ADC0通道，用于检测环境光强。

2. **LCD1602显示屏**：数据线和控制线连接到单片机的PORTD和其他I/O口。

3. **按键**：两个按键分别连接到单片机的PB0和PB1，用于增加和减少光强临界值。

4. **小灯**：连接到单片机的PD0，通过I/O口控制其亮灭。

### 4.2 硬件配置

1. **I/O口配置**：

   - ADC0通道设置为输入口，高阻态，用于接收光敏电阻的模拟信号。

   - PORTB配置为输入，用于接收按键输入。

   - PORTD配置为输出，用于驱动LCD显示屏和控制小灯。

2. **AD转换配置**：

   - 设置ADC参考电压为AVcc，ADC结果右对齐，选择通道ADC0。

   - 使能AD转换，设置ADC时钟为64分频。

## 5. 软件设计

### 5.1 功能模块

1. **初始化模块**：初始化LCD显示屏、AD转换模块和I/O口。

2. **AD转换模块**：获取光敏电阻的AD值，并转换为电压值。

3. **显示模块**：在LCD1602显示屏上显示当前光强和临界值。

4. **控制模块**：根据光强和临界值的比较结果，自动控制小灯的亮灭状态。

5. **按键设置模块**：通过按键调整光强的临界值。

### 5.2 系统流程

1. **系统初始化**：初始化LCD显示屏、AD转换模块和按键输入。

2. **光强检测**：通过AD转换获取光敏电阻的电压值，计算当前光强。

3. **光强显示**：将当前光强和设定的临界值显示在LCD1602显示屏上。

4. **自动控制**：根据光强和临界值的比较结果，控制小灯的亮灭。

5. **临界值调整**：通过按键输入调整光强的临界值。

## 6. 详细实现

### 6.1 AD转换原理

AD转换器用于将光敏电阻检测到的模拟信号转换为数字信号。通过设置ADC参考电压和通道选择，启动AD转换，等待转换完成后读取ADC值。具体过程如下：

1. **初始化AD转换模块**：设置ADC参考电压为AVcc，选择ADC0通道，启用ADC并设置时钟分频。

2. **获取AD转换结果**：启动AD转换，等待转换完成后读取ADC值，并将其转换为电压值。

### 6.2 数据处理与显示

1. **光强计算**：通过公式将AD转换的结果转换为电压值（单位为mV）。

2. **显示光强和临界值**：将当前光强和设定的临界值转换为字符串，并显示在LCD1602显示屏上。

### 6.3 自动控制与按键设置

1. **自动控制**：根据当前光强和临界值的比较结果，控制小灯的亮灭状态。若光强高于临界值，则关闭小灯；反之，则打开小灯。

2. **按键设置**：通过按键输入调整光强的临界值。按键1用于增加临界值，按键2用于减少临界值，每次调整100mV。

### 6.4 主程序流程

1. **初始化**：初始化LCD显示屏、AD转换模块和按键输入。

2. **循环检测**：在主循环中，持续进行光强检测和显示，判断是否需要调整临界值，并控制小灯的亮灭状态。

## 7. 总结

通过本实验，我们成功设计并实现了一个基于ATmega16单片机的智能台灯系统。该项目不仅加深了对AD转换、LCD显示和按键输入的理解，还展示了单片机在智能控制系统中的应用。通过Proteus仿真平台，我们可以直观地验证设计的功能和效果，提高了系统设计和调试的能力。该项目对于学习单片机应用和智能控制系统设计具有重要意义。

## 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```

【TB作品】智能台灯，ATMEGA16单片机，Proteus仿真

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# 实验报告：基于ATmega16单片机的简易计算器设计

## 1. 实验背景

计算器是日常生活和工作中不可或缺的工具，通过按键输入即可实现基本的四则运算。通过本实验，我们将利用ATmega16单片机、矩阵键盘和LCD1602显示屏，设计并实现一个简易计算器。该项目不仅能加深对单片机的理解，还能锻炼程序设计和硬件调试能力。

## 2. 实验目的

1. 掌握矩阵键盘的扫描原理和实现方法。

2. 熟悉LCD1602显示屏的控制与数据输出。

3. 实现基本的四则运算（加、减、乘、除）。

4. 提高单片机系统设计和调试能力。

## 3. 系统概述

### 3.1 系统组成

1. **ATmega16单片机**：核心控制器，负责键盘输入的读取、运算逻辑的处理和显示控制。

2. **矩阵键盘**：用于输入数字和运算符。

3. **LCD1602显示屏**：用于显示输入的数字、运算符和计算结果。

### 3.2 系统原理

系统通过矩阵键盘扫描获取用户输入的数字和运算符，并在LCD1602显示屏上显示。用户输入两个操作数和一个运算符后，单片机根据输入执行相应的运算，并将结果显示在LCD1602上。

## 4. 硬件设计

### 4.1 硬件连接

1. **矩阵键盘**：矩阵键盘的行连接到ATmega16的PB0-PB3，列连接到PB4-PB7。

2. **LCD1602显示屏**：LCD1602的数据线和控制线连接到单片机的PORTD和其他I/O口。

### 4.2 硬件配置

1. **I/O口配置**：

   - PORTB的高四位配置为输入，用于接收矩阵键盘的列信号。

   - PORTB的低四位配置为输出，用于发送矩阵键盘的行信号。

   - PORTD配置为输出，用于驱动LCD显示屏。

## 5. 软件设计

### 5.1 功能模块

1. **初始化模块**：初始化LCD显示屏和矩阵键盘。

2. **键盘扫描模块**：扫描矩阵键盘，获取用户输入的按键值。

3. **运算处理模块**：根据输入的运算符和操作数，进行加、减、乘、除运算。

4. **显示模块**：在LCD1602显示屏上显示输入的数字、运算符和计算结果。

### 5.2 系统流程

1. **系统初始化**：系统上电后，初始化LCD显示屏和矩阵键盘，显示初始信息。

2. **键盘输入**：扫描矩阵键盘，获取用户输入的数字和运算符。

3. **运算处理**：根据输入的运算符，进行相应的四则运算，并计算结果。

4. **结果显示**：将输入的数字、运算符和计算结果显示在LCD1602显示屏上。

## 6. 详细实现

### 6.1 矩阵键盘扫描原理

矩阵键盘由行和列组成，通过对行和列的电平进行扫描，可以确定按键的位置。具体过程如下：

1. 将矩阵键盘的行线依次置低电平，同时读取列线的状态。

2. 若某列线为低电平，则表示该列对应的按键被按下。

3. 根据行和列的组合，确定按键的值。

### 6.2 LCD1602显示控制

LCD1602通过控制命令和数据线实现显示字符的功能。具体过程如下：

1. 初始化LCD显示屏，设置显示模式。

2. 通过命令和数据接口，发送需要显示的字符数据。

3. 根据运算过程中的输入和计算结果，实时更新显示内容。

### 6.3 运算逻辑处理

根据用户输入的操作数和运算符，执行相应的运算：

1. 用户输入第一个操作数，并存储到变量中。

2. 输入运算符，标记当前运算类型。

3. 输入第二个操作数，并存储到变量中。

4. 根据运算符，执行对应的加法、减法、乘法或除法运算。

5. 将计算结果显示在LCD1602上。

### 6.4 主程序流程

1. 初始化LCD显示屏和矩阵键盘。

2. 进入循环，持续检测键盘输入。

3. 根据键盘输入，更新显示和运算状态。

4. 完成运算后，显示结果并等待下一次输入。

## 7. 总结

通过本实验，我们成功设计并实现了一个基于ATmega16单片机的简易计算器。该项目不仅加深了对单片机硬件和软件的理解，还提高了系统设计和调试的能力。通过矩阵键盘输入和LCD显示的结合，简化了计算器的实现，同时也展示了单片机在嵌入式系统中的强大功能。

## 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```

【TB作品】atmega16 计算器，ATMEGA16单片机，Proteus仿真

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# ATmega16超声波倒车雷达设计课程报告

## 1. 项目背景

随着汽车数量的增加，停车场景变得更加复杂，尤其是在狭窄的空间内停车时，司机往往难以判断车尾与障碍物之间的距离。超声波倒车雷达通过超声波传感器检测障碍物距离，并通过蜂鸣器和显示屏提示司机，有效地提高了倒车的安全性。本项目使用ATmega16单片机实现一个简单的超声波倒车雷达系统，通过超声波测距传感器获取距离数据，并在LCD显示屏上显示距离，同时通过蜂鸣器提示距离的远近。

## 2. 系统概述

### 2.1 系统组成

1. **ATmega16单片机**：核心控制器，负责超声波测距、数据处理和显示控制。

2. **超声波传感器**：用于发射和接收超声波信号，测量障碍物距离。

3. **LCD1602显示屏**：显示障碍物距离信息。

4. **蜂鸣器**：根据距离的远近发出不同频率的报警声，提示司机。

### 2.2 系统原理

1. **超声波测距**：超声波传感器通过发射超声波并接收反射波，计算超声波往返时间，从而得到障碍物的距离。

2. **数据处理**：ATmega16单片机通过计时器记录超声波信号的往返时间，并根据公式计算距离。

3. **显示与报警**：距离数据通过LCD1602显示屏实时显示，同时根据距离的远近通过蜂鸣器发出不同频率的报警声。

## 3. 硬件设计

### 3.1 硬件连接

1. **超声波传感器**：

   - TRIG（触发端）连接到ATmega16的PB1，用于发射超声波。

   - ECHO（回波端）连接到ATmega16的PB0，用于接收反射回来的超声波信号。

2. **LCD1602显示屏**：

   - 数据端口和控制端口连接到单片机的PORTD，用于显示距离信息。

3. **蜂鸣器**：

   - 连接到ATmega16的PD0，用于发出报警声。

### 3.2 硬件配置

1. **I/O口配置**：

   - 将PB1配置为输出模式，用于触发超声波发射。

   - 将PB0配置为输入模式，用于接收超声波反射信号。

   - 将PORTD配置为输出模式，用于驱动LCD显示屏和蜂鸣器。

2. **定时器配置**：

   - 使用定时器0进行计时，记录超声波信号的往返时间。

## 4. 软件设计

### 4.1 功能模块

1. **初始化模块**：初始化LCD显示屏、超声波传感器及定时器。

2. **测距模块**：通过超声波传感器测量障碍物距离。

3. **显示模块**：在LCD1602显示屏上实时显示障碍物距离。

4. **报警模块**：根据距离的远近，通过蜂鸣器发出不同频率的报警声。

### 4.2 主要函数

1. **delay_ms()**：毫秒级延时函数，用于实现延时操作。

2. **delay_10us()**：微秒级延时函数，用于超声波触发信号。

3. **dispaly()**：显示距离信息到LCD1602显示屏上。

4. **timer0_ovf()**：定时器0溢出中断服务函数，用于记录计时器溢出次数。

5. **main()**：主函数，初始化系统并实现主控制流程。

### 4.3 系统流程

1. **系统初始化**：初始化LCD显示屏、超声波传感器及定时器，并显示初始信息。

2. **距离测量**：通过触发超声波传感器，测量障碍物距离，并计算距离值。

3. **显示距离**：将计算的距离值显示在LCD1602显示屏上。

4. **报警控制**：根据距离的远近，通过蜂鸣器发出不同频率的报警声。

## 5. 详细实现

### 5.1 延时函数

实现毫秒级和微秒级延时，用于控制超声波触发信号和系统延时：

```c
void delay_ms(int time) {
    int i;
    for (; time > 0; time--)
        for (i = 0; i < 1000; i++)
            ;
}
void delay_10us(void) {
    int i;
    for (i = 0; i < 500; i++)
        ;
}
```

### 5.2 显示函数

将距离值显示在LCD1602显示屏上：

```c
void dispaly(void) {
    unsigned char cnt;
    LCD_write_str(0, 0, "Distance:");
    cnt = 0;
    xianshi[cnt++] = distance % 100000 / 10000 + '0';
    xianshi[cnt++] = distance % 10000 / 1000 + '0';
    xianshi[cnt++] = distance % 1000 / 100 + '0';
    xianshi[cnt++] = distance % 100 / 10 + '0';
    xianshi[cnt++] = distance % 10 + '0';
    xianshi[cnt++] = 'c';
    xianshi[cnt++] = 'm';
    xianshi[cnt++] = 0;
    LCD_write_str(4, 1, xianshi);
}
```

### 5.3 定时器中断服务函数

记录定时器溢出次数，用于计算超声波信号的往返时间：

```c
#pragma interrupt_handler timer0_ovf:10
void timer0_ovf(void) {
    sr4_time_cnt++;
    if (sr4_time_cnt == 1000)
        sr4_time_cnt = 0;
}
```

### 5.4 主函数

初始化系统，测量距离并控制显示和报警：

```c
void main(void) {
    while (1) {
        delay_ms(10);
        sys_t++;
        if (sys_t == 20) {
            sys_t = 0;
            sr4_time_cnt = 0; // 中断溢出次数
            sr4_time = 0; // 时间
            TCNT0 = 0; // 给定时器赋初值
            PORTB |= 0x02; // PB1输出高电平 trig
            delay_10us(); // 延时10us
            PORTB &= (~0x02); // PB1输出低电平 trig
            while ((PINB & 0x01) == 0); // PB0 echo==0的时候一直停在这里等
            TCCR0 = 0x01; // 配置定时器工作普通模式
            while (PINB & 0x01); // PB0 echo==1的时候一直停在这里等
            TCCR0 = 0x00; // 配置定时器 不工作
            sr4_time = 255 * sr4_time_cnt + TCNT0; // 往返时间 单位us
            distance = sr4_time * 0.0173 + 1; // 计算距离 单位cm
            dispaly();
            if (distance < 200) {
                prio = distance / 20; // prio就是档次 每20cm是一个档次
            }
        }
        if (distance < 200) {
            sys_tt++;
            if (sys_tt > prio) { // prio越小 声音就越急促
                sys_tt = 0;
                PORTD &= ~0X01; // 打开蜂鸣器
                delay_ms(10);
                PORTD |= 0X01; // 关闭蜂鸣器
            }
        } else {
            PORTD |= 0X01; // 打开蜂鸣器
        }
    }
}
```

## 6. 总结

通过本项目的设计与实现，学习者可以深入理解超声波测距的原理和应用，掌握ATmega16单片机的硬件配置及编

## 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```