超声波传感器测距实验
本实验是基于MSP430利用HC-SR04超声波传感器进行测距，测距范围是3-65cm，讲得到的数据显示在LCD 1602液晶屏上。
模块工作原理如下
(1)采用 IO 触发测距，给至少 10us 的高电平信号;
(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；
(3)有信号返回，通过 IO 输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间
(4计算测试距离测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;
根据工作原理,我们可以选择两种模式驱动
1. 采用中断+定时器方式,将ECHO定义为上升沿下降沿都能触发中断,trig触发之后,echo高电平进中断打开定时器,echo低电平关闭定时器并统计定时器计数值
2. 采用普通IO+定时器模式,触发之后等待echo响应,响应时打开定时器,直到echo恢复低关闭定时器,获取时间
此处我采用的是第一种模式，利用MSP430的timerA 的捕获比较模式，在程序的中断中处理得到的数据，并转化成距离。
1：此模块不宜带电连接，如果要带电连接，则先让模块的 Gnd 端先连接。否则会影响
模块工作。
2：测距时，被测物体的面积不少于0.5平方米且要尽量平整。否则会影响测试结果。在下载程序的时候建议将连接echo的一端断开，避免出现不必要的问题。
/**********************************************************代码***************************************************/
//功能说明： 1602显示 超声波模块测距 串口发送至上位机
#include
#include "Config.h"
#include "1602.c"
#include "UART.h"
int count = 0;
int flag = 0;
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/***************????*******************************/
#define trig_H P2OUT|=BIT0 //????
#define trig_L P2OUT&=~BIT0
#define echo P2IN & BIT1 //????
uint cnt;
unsigned long int tim_data,dista_data,dista_data_all,dista_data_sum;
/***************??*******************************/
void delay(uint n)
{
uchar i;
for(;n>0;n--)
for(i=10;i>0;i--);
}
/********************??,????????***************/
void dista_f(unsigned long int distance_data)
{
dista_data_all=dista_data_all+distance_data;
cnt=cnt+1;
if(cnt==16)
{
cnt=0;
dista_data_sum=dista_data_all>>4;
dista_data_all=0;
LCD1602_write_double(13,1,dista_data_sum); //?1602?????
LCD1602_write_char(14,1,'m');
LCD1602_write_char(15,1,'m');
//Print_float(dista_data_sum, 2);
}
}
/**************???io?********************/
void Init_IO()
{
P2DIR = 0XFD;
P2OUT |= 0XFF;
P2IE |= BIT1; //??P2????
P2IES &=~BIT1; //????????
}
/**************??????******************/
void Init_Timer()
{
TACTL|=TACLR+TASSEL_2+ID_3; //???A???
//TACTL |= TASSEL1 + TACLR + ID0 + ID1 + MC0 + TAIE;
//TACCR0 = 9999;
}
void InitTimerB(){
TBCTL=TBSSEL1+ID1+ID0+MC0+TBCLR;//选择1/8SMCLK 增计数 清除TAR
TBCCTL0=CCIE;//CCR0中断允许 比较模式
TBCCR0=10000;//时间间隔10ms
}
/************???**************************/
void main( void )
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //?????
Clock_Init();
InitTimerB();
Init_IO();
UART_Init();
Start_1602(); //??1602
tim_data=0;cnt=0;dista_data=0;
delay(1000); //????
uchar string[] = "distance:";
LCD1602_write_str(0, 0, string);
_EINT(); //?????
while(1)
{
/*if(flag == 1)
{
Print_float(dista_data_sum, 2);
flag = 0;
}*/
trig_H; //?????
delay(2); //??15us
trig_L; //?????
delay(50); //????
while(echo); //????
delay(1000); //????
}
}
/*****************************P2???*******************/
#pragma vector=PORT2_VECTOR
__interrupt void port_init(void)
{
if(echo) //?????
{
TACTL|=TACLR+TASSEL_2+ID_3;
TACTL|=MC_2; //?????,?????????
P2IES|=BIT1; //??P2??????
}
else //?????
{
TACTL=0; //????,????
TACTL|=TASSEL_2+ID_3;
P2IES&=~BIT1; //??P2??????
tim_data=TAR; //????
dista_data=(tim_data*1000/58); //?????(??=us/58)
//dista_data=(tim_data*17/100);
dista_f(dista_data); //??????
}
P2IFG&=~BIT1; // P2???????
}
#pragma vector=TIMERB0_VECTOR
__interrupt void TimerBINT()
{
count++;
if(count>=300)
{
Print_float(dista_data_sum, 2);
//flag = 1;
count = 0;
}
} /*********************************clock.c**********************************/
//****************************************************
//*************时钟源模块
//****************************************************
#include
#include "config.h"
#include "clock.h"
/********************系统时钟初始化****************/
void init_clk(void) //初始化系统时钟
{
uchar i;
BCSCTL1 &=~XT2OFF; //打开XT2振荡器
BCSCTL2 |=SELM_2+SELS;
do
{
IFG1 &=~OFIFG; //清除错误标志
for(i=0;i<0xff;i++); //延时等待
}
while((IFG1 & OFIFG)!=0);
IFG1 &=~ OFIFG;
} /*******************************************1602.c***********************************/
#include
#include "Config.h"
#include "clock.h"
#include "1602.h"
//*************************************************************************
// 初始化IO口子程序
//*************************************************************************
void LCD1602Port_init()
{
P4SEL = 0x00;
P4DIR = 0xFF; //数据口输出模式
P5SEL = 0x00;
P5DIR|= BIT5 + BIT6 + BIT7; //控制口设置为输出模式
}
//***********************************************************************
// 显示屏命令写入函数
//***********************************************************************
void LCD1602_write_com(unsigned char com)
{
RS_CLR;
RW_CLR;
EN_SET;
DataPort = com; //命令写入端口
delay_ms(5);
EN_CLR;
}
//***********************************************************************
// 显示屏数据写入函数
//***********************************************************************
void LCD1602_write_data(unsigned char data)
{
RS_SET;
RW_CLR;
EN_SET;
DataPort = data; //数据写入端口
delay_ms(5);
EN_CLR;
}
//***********************************************************************
// 显示屏清空显示
//***********************************************************************
void LCD1602_clear(void)
{
LCD1602_write_com(0x01); //清屏幕显示
delay_ms(5);
}
//***********************************************************************
// 显示屏字符串写入函数
//***********************************************************************
void LCD1602_write_str(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)
{
if (y == 0)
{
LCD1602_write_com(0x80 + x); //第一行显示
}
else
{
LCD1602_write_com(0xC0 + x); //第二行显示
}
while (*s)
{
LCD1602_write_data( *s);
s ++;
}
}
//***********************************************************************
// 显示屏单字符写入函数
//***********************************************************************
void LCD1602_write_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char data)
{
if (y == 0)
{
LCD1602_write_com(0x80 + x); //第一行显示
}
else
{
LCD1602_write_com(0xC0 + x); //第二行显示
}
LCD1602_write_data( data);
}
//***********************************************************************
// 显示屏初始化函数
//***********************************************************************
void LCD1602_init(void)
{
LCD1602_write_com(0x38); //显示模式设置
delay_ms(5);
LCD1602_write_com(0x08); //显示关闭
delay_ms(5);
LCD1602_write_com(0x01); //显示清屏
delay_ms(5);
LCD1602_write_com(0x06); //显示光标移动设置
delay_ms(5);
LCD1602_write_com(0x0C); //显示开及光标设置
delay_ms(5);
}
void LCD1602_write_double(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int data)
{
uchar i;
for(i=0;i<6;i++)
{
if(i==2)
LCD1602_write_char( x--, y, '.');
else
{
LCD1602_write_char( x--, y, 0x30+data%10);
data=data/10;
}
}
}
void LCD1602_write_int(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int data)
{
uchar i;
for(i=0;i<2;i++)
{
LCD1602_write_char( x--, y, 0x30+data%10);
data=data/10;
}
}
void Start_1602()
{
LCD1602Port_init(); //系统初始化，设置IO口属性
delay_ms(100); //延时100ms
LCD1602_init(); //液晶参数初始化设置
} uart.h
#ifndef _UART_H_
#define _UART_H_
#include "msp430x14x.h"
void Print_Str(uchar *s);
//*************************************************************************
// MSP430?????
//*************************************************************************
void UART_Init()
{
U0CTL|=SWRST + CHAR; //??SWRST,8?????
U0TCTL|=SSEL1; //SMCLK?????
U0BR1=baud_h; //BRCLK=8MHZ,Baud=BRCLK/N
U0BR0=baud_l; //N=UBR+(UxMCTL)/8
U0MCTL=0x00; //??????0,???9600bps
ME1|=UTXE0; //UART0????
ME1|=URXE0; //UART0????
U0CTL&=~SWRST;
IE1|=URXIE0; //???????
P3SEL|= BIT4 + BIT5; //??IO????????,??UART??
P3DIR|= BIT4; //??TXD0??????
}
//*************************************************************************
// ??0??????
//*************************************************************************
void Send_Byte(uchar data)
{
while(!(IFG1&UTXIFG0)); //?????????????
U0TXBUF=data;
}
//***************************************//
void Print_float(unsigned int t, unsigned char position)//????? position ???????
{
unsigned int s_int[5] = {0};
int i = 0;
while(t>0)
{
s_int[i++] = t%10;
t=t/10;
}
for(i=4;i>=0;i--)
{
if(i==position)
{
Send_Byte(0x30 + s_int[i]);
Send_Byte(0x2E);
}
else
{
Send_Byte(0x30 + s_int[i]);
}
}
//delay_ms(100);
Send_Byte('m');
Send_Byte('m');
Send_Byte(' ');
delay_ms(100);
}
//*************************************************************************
// ??0??int???
//*************************************************************************
void Print_int(unsigned int t)
{
unsigned int s_int[5];
unsigned int i = 1;
while(t>0)
{
s_int[i] = t%10;
t=t/10;
i++;
}
i--;
while(i)
{
Send_Byte(0x30 + s_int[i]);
i--;
}
}
//*************************************************************************
// ??0???????
//*************************************************************************
void Print_Str(uchar *s)
{
while(*s != '\0')
{
Send_Byte(*s++);
}
}
#endif