利用51单片机实现激光测距传感器的代码解析

• 时间：2024-06-16 08:56:34
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在本文中，我们将详细介绍如何使用51单片机和激光测距传感器(LD3320)来实现一个简单的距离测量系统。通过这个项目，你将学习到如何编写代码以读取传感器的数据并计算距离，以及如何将这些数据可视化。

## 1. 准备工作

在开始编写代码之前，我们需要确保所有的硬件连接正确。以下是所需组件：

- Arduino Uno开发板(或其他兼容的51单片机)

- LDR3320激光测距传感器模块

- 杜邦线若干

将LDR3320模块连接到Arduino Uno的I2C接口。具体连接方式如下：

- 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

我们需要在`setup()`函数中进行一些初始化操作。这包括初始化串口通信、设置引脚模式等。同时，我们还需要为LDR3320模块的引脚分配中断服务程序。

```cpp

void setup() {

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

pinMode(DOUT, INPUT); // 将DOUT引脚设置为输入模式

pinMode(DOUT_H, OUTPUT); // 将DOUT_H引脚设置为输出模式

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(INTR), distanceHandler, FALLING); // 为INTR引脚分配中断服务程序

}

```

## 3. 读取距离值

我们需要编写一个名为`distanceHandler()`的中断服务程序，用于读取距离值。在这个函数中，我们将读取DOUT引脚的电平状态，并将其转换为距离值。

```cpp

volatile unsigned long distance = 0; // 定义一个全局变量来存储距离值，使用volatile关键字防止编译器优化掉该变量的更新操作

void distanceHandler() {

if (digitalRead(DOUT) == HIGH) { // 如果DOUT引脚电平状态从低变为高，说明有光线穿过传感器并到达了红色滤光片

distance = (distance << 1) | 1; // 将当前距离值左移一位并加上1,相当于将二进制数加1,得到新的距离值(单位：米)

} else if (digitalRead(DOUT) == LOW) { // 如果DOUT引脚电平状态从高变为低，说明没有光线穿过传感器，距离值不变且不会继续增加

} else { // 如果DOUT引脚电平状态始终为高或低，可能是因为硬件连接问题导致中断信号无法正确触发，此时我们可以忽略该次中断并尝试重新触发一次中断服务程序

}

}

```

## 4. 主循环和数据显示

我们需要在`loop()`函数中不断读取距离值并通过串口发送给用户。同时，我们还可以根据需要对距离值进行进一步处理，例如四舍五入或转换为厘米等。此外，我们还可以将距离数据显示在LCD液晶显示屏上。这里假设我们已经连接了一个LCD模块，并使用了U8G库进行驱动。以下是一个简单的示例代码：

```cpp

#include // 需要包含U8glib库头文件才能使用U8glib类和相关函数

U8GLIB_SSD1306_128X64_NONAME_F; // 声明一个U8glib对象，用于驱动LCD屏幕(具体的型号和尺寸需要根据实际硬件进行选择)

uint8_t font[] = u8g_font_ncenB12_tr; // 加载字体文件(需要根据实际硬件选择合适的字体文件)

bool firstDraw = true; // 一个布尔变量，用于判断是否是第一次绘制显示内容(初始值为true)

int angle = 0; // 一个角度变量，用于控制文本的旋转方向(初始值为0)

float distance = 0; // 一个浮点数变量，用于存储距离值(初始值为0)

char buffer[16]; // 一个字符数组，用于存储格式化后的距离字符串(初始值为空字符串)

const char* unit = "cm"; // 一个字符串常量，表示距离单位(初始值为"cm")

void loop() {

int oldDistance = distance; // 将旧的