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

1. 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。

2. 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。

3. 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

1. 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

2. 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

1. LCD初始化函数：设置显示模式、清屏、光标设置等。

2. LCD命令写入函数：向LCD1602发送控制命令。

3. LCD数据写入函数：向LCD1602发送显示数据。

4. 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。

5. 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