基於51最小系統的超聲波測距

原理：
超聲波方面：
超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波可用於距離的測量。
超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度爲340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，
即：S=Vt/2 。
51單片機方面：
震盪週期，時鐘週期：晶振提供
機器週期：CPU完成一個獨立操作，爲十二個震動週期
即：外接12MHz晶振51單片機每進行一次操作需要1us
HC-SR04方面：
(1)採用IO口TRIG觸發測距，給至少10us的高電平信號; (2)模塊自動發送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回； (3)有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。
時序圖：

代碼實現部分：

#include <reg52.h>			 
#include <intrins.h>	
typedef unsigned int u16;	  //對數據類型進行聲明定義
typedef unsigned char u8;


sbit Trig = P2^1;
sbit Echo = P2^0;
sbit LED=P2^2;

u8 str[20]={0};
u8 zhi=10;
u8 code strerror[]={"error"};
u8 i;
u16 time;
u16 S=0;
bit flag=0;


/*******************************************************************************
函數功能		:串口通信配置
*******************************************************************************/
void USARTinit()                                          
{
	SCON=0X50;			//設置爲工作方式1
	
	TMOD=0X20|TMOD;			//設置計數器工作方式2
	
	PCON=0X80;			//波特率加倍
	
	TH1=0XF3;				//計數器初始值設置，波特率是4800
	TL1=0XF3;
	
	ES=1;						//打開串口中斷
	EA=1;						//打開總中斷
	
	TR1=1;					//打開計數器
}

/*******************************************************************************
函數功能		: 串口通信發送中斷函數
輸入           : 要發送的一字節數據
*******************************************************************************/
void send(u8 Data) 
{
	SBUF=Data;     //數據放入到發送寄存器
	while(!TI);			 //等待發送數據完成
	TI=0;						      //清除發送完成標誌位
}

/*******************************************************************************
函數功能		: 定時器0初始化，用於計算時間
*******************************************************************************/
void T0inti()
{
	TMOD=0x01|TMOD;		   //設T0爲方式1
	 TH0=0;
	 TL0=0;          
	 ET0=1;             //允許T0中斷
	 EA=1;			   //開啓總中斷	
}

/*******************************************************************************
函數功能		: 外部中斷初始化
*******************************************************************************/
void EXinit()
{
	EX0=1;              //打開外部中斷0
	IT0=1;             //邊沿觸發方式
	EX1=1;              //打開外部中斷1
	IT1=1;             //邊沿觸發
	EA=1;        //打開總中斷
}

/*******************************************************************************
函數功能		: 閾值初始化
*******************************************************************************/
void zhiinit() interrupt 0
{
	zhi=10;
}

/*******************************************************************************
函數功能		: 閾值加10
*******************************************************************************/
void zhichuli() interrupt 2
{
	zhi=zhi+10;
}

/*******************************************************************************
函數功能:  提示計數器溢出,超過測距範圍
*******************************************************************************/
void error() interrupt 1 		 
  {
    flag=1;							 //中斷溢出標誌
		S=0;
  }
	
/*******************************************************************************
函數功能		: 定時器0初始化，用於計算距離
*******************************************************************************/
	void Conut() 
	{
		if(flag==0)
		{
			time=TH0*256+TL0;
			TH0=0;
			TL0=0;
			(u16)S=(time*1.7)/100;     //算出來是CM
			}
	}
	
/*******************************************************************************
函數功能		: 對計算數據做處理，併發送，同時做量程判斷
*******************************************************************************/
	void chuli()
	{
	  ES=1;                                       //打開串口中斷
		TI=0;		
		if(S<=zhi)                              //距離小於閾值cm或者距離大於測量值LED點亮，LED低電平點亮	(初始爲10)
		{
		  LED=0;
		}
		else 
		{
			LED=1;
		}
		if(S==0)
		{
			for(i=0;i<=5;i++)
			{
				send(strerror[i]);
			}
			flag=0;
			TH0=0;
			TL0=0;
		}
		if(S>0)
		{
			for(i=1;S>=1;i++)
			{
				str[i]=(unsigned char)(S%10)+'0';
				(u16)S=S/10;
			}
			for(i=i-1;i>0;i--)
			{
				send(str[i]);
			}
			send('\r');
			send('\n');
	   ES=0;                                                                    //關閉串口中斷			
	}
}

/*******************************************************************************
函數功能		: 啓動HC-SR04
*******************************************************************************/
void  Start()                                                          //啓動HC-SR04需要10us高電平，一個_nop_()是1us,保險起見設置20個
  {
	  Trig=1;			                     
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_();
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  Trig=0;                       
  }
	
	
	
	void main()
	{
		T0inti();
		EXinit();
    USARTinit() ;
		while(1)
		{
			Start() ;
			while(!Echo);		//當Echo爲零時等待
	     TR0=1;			    //開啓計數
	     while(Echo);			//當Echo爲1計數並等待
	     TR0=0;				//關閉計數
			Conut() ;
			chuli();
		}
	}

收穫：
對於單片機串口通信有了更深理解。
模塊化編程有了一些嘗試。