【分享】2025智能工程学院李金哲&马增佑&张成潜水艇检测...

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一、作品介绍
本作品是基于迪文屏、风扇、温湿度传感器与超声波传感器的潜水艇检测系统系统，通过超声波传感器测距与风扇、灯光关联完成与单片机的数据交互，将测量结果显示在串口屏上从而实现模拟潜水艇探测功能。系统可实时采集环境温湿度数据，支持迪文屏手动操作切换模式，兼具实用性与便捷性。

二、工作原理

本系统采用HC-SR04超声波测距模块实现障碍物探测，适配C51单片机IO口电平与时序要求，核心原理为回声测距法，模拟潜水艇声呐探测逻辑：
1. 单片机向超声波模块的Trig触发端输出至少10μs的高电平脉冲，触发模块发射40kHz的超声波信号；
2. 超声波信号向外传播，遇到障碍物后发生反射，被模块的Echo接收端捕获；
3. Echo端会输出一个高电平，高电平的持续时间等于超声波从发射到接收的往返时间；
4. 单片机通过定时器精准采集该高电平的时长，结合公式 距离=(声速×时间)/2（常温下声速取340m/s）计算出障碍物与“潜水艇”的实际距离；
5. 单片机将测距结果作为后续控制逻辑的依据（如距离过近时，控制风扇降速、警示灯高频闪烁）。


风扇采用直流小风扇，模拟潜水艇的推进动力系统，由C51单片机结合三极管/ULN2003驱动芯片实现转速与启停控制，核心原理：
1. 直流风扇无法由单片机IO口直接驱动（IO口输出电流不足），需通过三极管/驱动芯片做功率放大，单片机IO口输出的控制信号接入驱动芯片输入端，驱动芯片输出端连接风扇与电源；
2. 单片机输出高低电平信号可实现风扇的启停控制：输出高电平时，驱动芯片导通，风扇通电转动；输出低电平时，驱动芯片关断，风扇停止工作；
3. 单片机输出PWM脉冲宽度调制信号可实现风扇无级调速：通过改变PWM波的占空比，调整风扇两端的平均供电电压，占空比越高，风扇转速越快，模拟潜水艇不同的航行速度（如匀速航行、加速航行）


三、设计思路
C51单片机作为系统核心，承担数据采集、运算处理、指令下发的核心任务，整体控制逻辑遵循循环扫描+中断触发的工作方式，核心流程：
1. 系统上电后，单片机完成初始化配置：对定时器（超声波测距）、IO口（风扇、灯光、超声波）、中断系统进行参数设定，风扇、灯光进入初始状态（如低速转动、慢闪）；
2. 单片机循环向超声波模块发送触发信号，实时采集测距数据并完成计算，刷新当前障碍物距离值；
3. 单片机将测距结果与预设阈值（如安全距离、危险距离）对比，执行对应的联动控制：
距离≥安全阈值：风扇保持预设转速（正常航行），指示灯按固定频率慢闪；
危险阈值＜距离＜安全阈值：风扇降速，指示灯中速闪烁，发出预警；
距离≤危险阈值：风扇停止转动（紧急制动），警示灯高频闪烁，提示避障；
4. 整个过程中，单片机持续循环执行“测距-判断-控制”流程，同时可通过外部按键（可选拓展）人工干预风扇转速、灯光模式，模拟潜水艇手动操控逻辑。
四、演示视频
【三组演示视频-哔哩哔哩】 https://b23.tv/ozJtN2S
五、附件上传
[url=]3组二次开发航母探测系统2430714 ...[/url]