传感器之超声波测距HC-SR04

Posted 2020-07-04 非你7我

一.前言

       

       HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。像智能小车的测距以及转向，或是一些项目中，常常会用到。智能小车测距可以及时发现前方的障碍物，使智能小车可以及时转向，避开障碍物，所以，我们今天就来学习一下这个传感器。

二.工作原理

      1．给超声波模块接入电源和地。
      2.给脉冲触发引脚（trig）输入一个长为20us的高电平方波

      3.输入方波后，模块会自动发射8个40KHz的声波，与此同时回波引脚（echo）端的电平会由0变为1；（此时应该启动定时器计时）
      4.当超声波返回被模块接收到时，回波引 脚端的电平会由1变为0；（此时应该停止定时器计数），定时器记下的这个时间即为超声波由发射到返回的总时长。
      5.根据声音在空气中的速度为344米/秒，即可计算出所测的距离。

      要学习和应用传感器，学会看懂传感器的时序图是很关键的，所以我们来看一下HC-SR04的时序触发图。

   

 

    我们来分析一下这个时序图，先由触发信号启动HC-RS04测距模块，也就是说，主机要先发送至少10us的高电平，触发HC-RS04,模块内部发出信号是传感器自动回应的，我们不用去管它。输出回响信号是我们需要关注的。信号输出的高电平就是超声波发出到重新返回接收所用的时间。用定时器，可以把这段时间记录下来，算出距离，别忘了结果要除于2，因为总时间是发送和接收的时间总和。

三.程序

#include<reg52.h>

#define uchar unsigned char  

#define uint  unsigned int

 sbit Echo=P3^2;  

sbit Trig=P1^5;

 bit flag=0;

 /***********************************    函数：void Delay5us()  ----------------------    说明：5微秒延时函数    参数：无  返回值：无 ***********************************/

void Delay5us()

{  uchar i;  i--;  i--;  i--;  i--;  i--;  i--; }

void DelayMs(uint ms)

{  uint x,y;  for(x=ms;x>0;x--)  

 for(y=110;y>0;y--); }

 

void  Init() 

{    

TMOD=0x21;  

SCON = 0x50;  

EA=1;  

ES=1;

ET0=1;  

ET1=1;  

TH1=0Xfd;  

TL1=0xfd;  

TR1=1;

}

void Send(uint dat)

{  

SBUF=(dat/100)+ 48;   // 发送 百 位  

while(!TI);  

TI=0;  

SBUF=(dat%100/10)+48;  // 发送 十 位  

while(!TI);  TI=0;  

SBUF=(dat%10)+48;   // 发送 个 位

 while(!TI);  TI=0;

}

uint Conut(void)

{  

uint time;            // 用于记录测得的时间  

uint ss;      // 用于记录测得的距离

 time = (TH0*256+TL0)*1.09;  // 总时间    

TH0=0;  TL0=0;

 if(flag==1)         // 如果超出测量距离，则不传输数据

 {   flag=0;   ss=0;  }  

else  

{   

ss=time*1.7/100;      // 空气中声音的速度是340m/s

 }  

return ss; }

     void main(void)     {

    uint ss;     Init();

     while(1)   

{          

Trig=1;    

  Delay5us();     

Delay5us();         

Trig=0;     

while(!Echo);     

TR0=1;     

while(Echo);     

TR0=0;     

ss=Conut();   // 计算    

Send(ss);   // 将计算的值通过串口发送出去    

DelayMs(800);

              }

 

四.总结

     上面这个程序的功能就是从测距传感器获得距离的数值，进行单位的转化后用串口进行输出，显示在串口助手中，转化后的单位为厘米，还有一点需要注意的是，触发输入和回响输出端在不同的板子上是不一样的，大家要根据自己的原理图及单片机自己修改，有什么问题可以互相交流0.0

 

 

    }

 void zd0() interrupt 1 {  flag=1;     }