HC-SR04 超声波测距模块 51串口读取代码
HC-SR04 是最常见的用于单片机的超声波测距模块。
我拿到手后，研究了一番，改进了厂方提供的代码，重新整理成一个函数库。
如果最近你也在研究的话，可以参考一下。测距速度很快。调用也很方便，使用T0计数器。
并且采用串口方式将测距结果传回下位机。
代码部分，首先是接口管脚配置UltrasonicDistanceConfig.h
#ifndef __ULTRASONIC_DISTANCE_CONFIG_H__
#define __ULTRASONIC_DISTANCE_CONFIG_H__
#include
//***************************************************//
// HC-SR04 超声波测距模块配置文件 //
//---------------------------------------------------//
// 晶振:11.0592 //
// Create Date:2011-09-27 User:JerryLi //
// email:[email protected] //
// 工作时将会占用 T0 计数器 //
// HC-SR04 的探测精度范围为 2cm-400cm //
// 在当前晶振工作频率下，一次有效测距需要23.42ms //
//---------------------------------------------------//
#define DOUBLE_CRYSTAL_FREQ 11.0592 //晶振频率(单位M)(11.94477)
/**
*管脚硬件连接配置
* Echo回波引脚为 RX
* Trig触发信号控制端 TX
*/
sbit RX =P1^1; //Echo回波引脚
sbit TX =P1^2; //Trig触发信号控制端
#endif 其次为函数库头文件UltrasonicDistanceDriver.h
#ifndef __ULTRASONIC_DISTANCE_DRIVER_H__
#define __ULTRASONIC_DISTANCE_DRIVER_H__
#include
//***************************************************//
// HC-SR04 超声波测距模块操作库 //
//---------------------------------------------------//
// 晶振:11.0592 //
// Create Date:2011-09-27 User:JerryLi //
// email:[email protected] //
// 工作时将会占用 T0 计数器 //
// HC-SR04 的探测精度范围为 2cm-400cm //
// 在当前晶振工作频率下，一次有效测距需要23.42ms //
//---------------------------------------------------//
/*-------------------------------------------------------
*超声波测距模块初始化函数
*@return void
*-------------------------------------------------------*/
extern void InitUltrasonicDistance(void);
/*-------------------------------------------------------
*获取最近一次测得的距离
* 注意:每次成功测距，需要耗时100ms-150ms左右时间
*-------------------------------------------------------*/
extern unsigned int getDistance(void);
/*-------------------------------------------------------
*获取最近一次的测距状态
*@return unsigned int 0:正常 / 1:(err)距离太近 /2:(err)超量程
*-------------------------------------------------------*/
extern unsigned int getDistanceState(void);
/*-------------------------------------------------------
*检查距离操作（将测得的距离保存在公共变量中）
* 备注:本函数调用完成后，需要通过getDistance()或getDistanceState()获得结果
* 注意:每次成功测距，需要耗时100ms-150ms左右时间
* @return 0:完成测距操作 / 1:正在延迟等待下次测距的开始
*-------------------------------------------------------*/
extern unsigned char refreshDistance(void);
#endif
/*使用方式：
#include "SerialComm.h" //串口通讯操作类
void main(void)
{
uchar pcOutBuf[30];
uint iOld=0;
InitUltrasonicDistance();
InitSerialComm();
while(1)
{
//当调用测距函数后，返回为0，表示测距成功，否则测距函数正在延迟中
if (0 == refreshDistance())
{
//当取值有效时，如果与前次值没变化，则不作更新
if (0 == getDistanceState() && (iOld != getDistance()))
{
iOld = getDistance();
sprintf(pcOutBuf, "S=%d\r\n", iOld);
SerialSendStr(pcOutBuf); //送到串口
}
}
}
}
*/ 最后是函数库文件UltrasonicDistanceDriver.c
#include //包函8051内部资源的定义
#include
#include "UltrasonicDistanceDriver.h"
#include "UltrasonicDistanceConfig.h"
//***************************************************//
// HC-SR04 超声波测距模块操作库 //
//---------------------------------------------------//
// 晶振:11.0592 //
// Create Date:2011-09-27 User:JerryLi //
// email:[email protected] //
// 工作时将会占用 T0 计数器 //
// HC-SR04 的探测精度范围为 2cm-400cm //
// 在当前晶振工作频率下，一次有效测距需要23.42ms //
//---------------------------------------------------//
#define uchar unsigned char
/*1m所需周期:1000mm/(1微秒的声波距离mm * 1周期的us时间) => 1000/(0.17*1.0851);
*4m = 1000/(0.17*1.0851) * 4 = 21684
*/
#define iMAX_LEN 21684
#define iMIN_LEN 109
unsigned int miDistance=0; //测距的距离值
uchar mcDistanceErr=0; //测距错误标记(0:正常 / 1:距离太近 /2:超量程)
bit mbDelayOverFlg = 1; //延迟程序的控制标记(默认为延迟结束否则无法进入refreshDistance()函数)
uchar mbDelay10H, mbDelay10L; //测距的小单位时间延迟
/*-------------------------------------------------------
*超声波测距模块初始化函数
*@return void
*-------------------------------------------------------*/
void InitUltrasonicDistance(void)
{
unsigned int iTmp;
TMOD |=0x01; //设T0为方式1，GATE=1；
//T0计数器初始化
TH0=0; //高位置0
TL0=0; //低位置0
TR0=0; //开始前先关闭计数器
ET0=1; //允许T0中断
EA=1; //开启总中断
iTmp = (unsigned int)(65536-(10000/(12/DOUBLE_CRYSTAL_FREQ))); //10ms的延迟提前计算
mbDelay10H = iTmp >> 8; //高8位值
mbDelay10L = iTmp &0x0F; //低8位值
}
/**-------------------------------------------------------
* 定时器函数，T0计数器使用1号中断
* 作用：用于延迟出发测距，每次测距完成后，需要延迟>60ms
* 因此当计数器溢出时，time=65.535ms,mbDelayCtlFlg=1
* -------------------------------------------------------
*/
void tim0_()interrupt 1
{
TR0 = 0; //T0关闭计数器
mbDelayOverFlg = 1; //设定延迟结束
}
/*-------------------------------------------------------
*启动超声波测距模块，TX保持22us的高电平
*-------------------------------------------------------*/
void StartModule()
{
TX = 1; //控制端置1
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
TX=0; //控制端置0，等待接收回波
}
/*-------------------------------------------------------
*获取最近一次测得的距离
* 注意:每次成功测距，需要耗时100ms-150ms左右时间
*-------------------------------------------------------*/
unsigned int getDistance(void)
{
return miDistance;
}
/*-------------------------------------------------------
*获取最近一次的测距状态
*@return unsigned int 0:正常 / 1:(err)距离太近 /2:(err)超量程
*-------------------------------------------------------*/
unsigned int getDistanceState(void)
{
return mcDistanceErr;
}
/*-------------------------------------------------------
*检查距离操作（将测得的距离保存在公共变量中）
* 备注:本函数调用完成后，需要通过getDistance()或getDistanceState()获得结果
* 注意:每次成功测距，需要耗时100ms-150ms左右时间
* @return 0:完成测距操作 / 1:正在延迟等待下次测距的开始
*-------------------------------------------------------*/
unsigned char refreshDistance(void)
{
unsigned int i; //超量程检测变量
unsigned int iCycle; //计算总周期
if (1 == mbDelayOverFlg)//判断是否在延迟期
{
i = iMAX_LEN; //置入最大量程
StartModule(); //发送测距模块启动信号
/**
* 此语句的作用:
* 没有收到回波且在N(iMAX_LEN*N)米障碍物信号返回需要的时间前则等待
* (无信号即时返回，防止死循环，阻碍其它程序的执行)
*/
while(!RX && i-->0);
//判断处理结果
if (i>0) //小于N米
{
TR0=1; //收到回波的上边沿(RX=1)，打开计数器
while(RX);//当回波RX=0时，测距结束
TR0=0; //关闭定时器（需要一个时钟周期）
iCycle = (TH0 * 256 + TL0) + 1; //计算总消耗的周期
TH0=0;
TL0=0;
if (iCycle <= iMIN_LEN)
{
mcDistanceErr = 1;//距离太近
/**
* 距离超近：重启延迟时间 >10ms，保证上一个声波回波已经消失
* T0计数器重装值mbDelay10H, mbDelay10L，在
* InitUltrasonicDistance()初始化函数中生成
*/
mbDelayOverFlg = 0; //复位延迟标志
TH0 = mbDelay10H; //重装计数器高8位
TL0 = mbDelay10L; //重装计数器低8位
TR0 = 1; //启动延迟计数器
}
else
{
//(iCycle * 1.0851 * 0.17 / 10) => iCycle * 0.01844670
miDistance = (unsigned int)(iCycle * 0.01844670);//(单位cm)
mcDistanceErr = 0;//测距正常值
/**
* 一次测距完成需要延迟>60ms的时间，保证上一个声波回波已经消失
* 这儿使用16位计数器的整个空间，> 65.535ms
*/
mbDelayOverFlg = 0; //复位延迟标志
TH0 = 0; //T0，高位归0复位
TL0 = 0; //T0，低位归0复位
TR0=1;//打开T0延迟计数器（此时不测距，所以不影响测距的计算）
}
}
else
mcDistanceErr = 2; //超量程
return 0; //完成测距操作
}
else //正在延迟等待下次测距的开始
return 1;
} 串口通信配置文件SerialComm.h
#ifndef __Serial_Comm_H__
#define __Serial_Comm_H__
#include
//***************************************************//
// 串口通讯操作库 //
//---------------------------------------------------//
// 波特率:9600, 11.0592, 无奇偶校验, 8数据位，1停止位//
// Create Date:2011-09-22 User:JerryLi //
// email:[email protected] //
// 工作时将会占用 interrupt 4 using 1 这个中断 //
// 即: 占用 T1 计数器 //
//---------------------------------------------------//
/*-------------------------------------------------------
*串口初始化,波特率9600 方式1 8 UART
*@return void
*-------------------------------------------------------*/
extern void InitSerialComm(void);
/*-------------------------------------------------------
*读取串口接收状态
*@return 0:无数据 / 1:有数据
*-------------------------------------------------------*/
extern bit getReceiveFlg(void);
/*-------------------------------------------------------
*读取串口中的一个字节
* 读取条件，必须当getReceiveFlg() == 1的时候才能读取
*@return void
*-------------------------------------------------------*/
extern char ReadChar(void);
/*-------------------------------------------------------
*读取一个字符串
* 备注：当读取到第一个字符时，直到出现'\0'或'\r'结束，
* 或者当缓冲区填满的时候结束，输出字符串以'\0'结束
* 注意：务必注意结束符，如果发送端没有传入结束符将会一直
* 死循环等着，直到等到出现有结束符为止。
*@param char *pOutBuf 在缓存中存放接收到字符并以 '\0'结束
*@param short sLen 缓冲区的长度
*@return short 返回成功接收到的字符数量,<0表示未读到数据
*-------------------------------------------------------*/
extern short ReadStr(char *pOutBuf, short sLen);
/*-------------------------------------------------------
*向串口发送单字节
*@param char cData 要发送的数据
*@return void
*-----------------------------------------------------*/
extern void SerialSendByte(char cData);
/*-------------------------------------------------------
*向串口发送一个字符串 以'\0'结束
*@param char *str 需要发送的字符串指针
*@return void
*-----------------------------------------------------*/
extern void SerialSendStr(char *str);
#endif
/*使用方式：
#include "SerialComm.h" //串口通讯操作类
void main (void)
{
char pReBuf[20];
// char cBuf;
InitSerialComm();
while(1)
{
if (getReceiveFlg())
{
//测试时，字符接收与字符串接收不要一起用
// SerialSendByte(ReadChar()); //发送一个字符
ReadStr(pReBuf, 20); //接收一个字符串
SerialSendStr(pReBuf); //发送一个字符串
}
}
}
*/ 串口通信程序文件SerialComm.c
/*
串口通讯操作库
*/
#include "SerialComm.h"
/**全局变量定义**/
bit mbSerialReceiveFlg;
char mcSerialInData;
/*-------------------------------------------------------
*串口初始化,波特率9600 方式1 8 UART
*@return void
*-------------------------------------------------------*/
void InitSerialComm(void)
{
TMOD |= 0x20; //定时器1方式2，8位自动重装模式。0010 0000
PCON = 0x00; //SMOD:波特率倍增位 SMOD=0，波特率不备增
SCON = 0x50; //串口模式1，8位UART，波特率可变。
/*波特率定时器初始化，定时器初始值0xFD*/
TH1 = 0xFD; //256-(11.5920*10^6)/(384*9600)
TL1 = 0xFD;
/*启动定时器1*/
TR1 = 1;
/*中断处理*/
ES = 1; //允许串口中断
EA = 1; //允许总中断开关
mbSerialReceiveFlg = 0; //接收状态标志初始化
}
/*-------------------------------------------------------
*读取串口接收状态
*@return 0:无数据 / 1:有数据
*-------------------------------------------------------*/
bit getReceiveFlg(void)
{
return mbSerialReceiveFlg;
}
/*-------------------------------------------------------
*读取串口中的一个字节
* 读取条件，必须当getReceiveFlg() == 1的时候才能读取
*@return void
*-------------------------------------------------------*/
char ReadChar(void)
{
mbSerialReceiveFlg = 0;
return mcSerialInData;
}
/*-------------------------------------------------------
*读取一个字符串
* 备注：当读取到第一个字符时，直到出现'\0'或'\r'结束，
* 或者当缓冲区填满的时候结束，输出字符串以'\0'结束
* 注意：务必注意结束符，如果发送端没有传入结束符将会一直
* 死循环等着，直到等到出现有结束符为止。
*@param char *pOutBuf 在缓存中存放接收到字符并以 '\0'结束
*@param short sLen 缓冲区的长度
*@return short 返回成功接收到的字符数量,<0表示未读到数据
*-------------------------------------------------------*/
short ReadStr(char *pOutBuf, short sLen)
{
short sGetLen; //保存已经读取的字符串长度
if (getReceiveFlg())
{
sGetLen = 0; //初始化
sLen -= 1; //减去一个存放'0'的区域
while(1)
{
if (getReceiveFlg() && sGetLen < sLen)
{
*(pOutBuf+sGetLen) = ReadChar();
if (*(pOutBuf+sGetLen) == '\0' || *(pOutBuf+sGetLen) == '\r')
{ //接收到'\0'或者'\r'回车符时结束
*(pOutBuf+sGetLen) = '\0';
break;
}
else
sGetLen++; //指针下移一个单位
}
//当前的缓冲区已填满，接收结束
if (sGetLen == sLen-1)
*(pOutBuf+sGetLen) = '\0';
}
return sGetLen;
}
else
return -1;
}
/*-------------------------------------------------------
*向串口发送单字节
*@param char cData 要发送的数据
*@return void
*-----------------------------------------------------*/
void SerialSendByte(char cData)
{
SBUF=cData; //写入待发数据
while(!TI); //等待数据发送结束(TI=0数据发送完成)
TI=0;
}
/*-------------------------------------------------------
*向串口发送一个字符串 以'\0'结束
*@param char *str 需要发送的字符串指针
*@return void
*-----------------------------------------------------*/
void SerialSendStr(char *str)
{
while(*str)
SerialSendByte(*str++);
}
/*-------------------------------------------------------
*接收中断处理
*中断开始时，读取数据，并立即关闭中断
*-----------------------------------------------------*/
void ser_int (void) interrupt 4 using 1
{
if(RI) //RI接受中断标志
{
RI = 0; //清除RI接受中断标志
mcSerialInData = SBUF; //SUBF接受/发送缓冲器
mbSerialReceiveFlg = 1;
}
}我是用自己的串口通信函数送回收到的数据的，你可以使用系统的print函数来输出数据到串口，结构很简单看了就懂。
/***********************************************************************************************************/
//HC-SR04 超声波测距模块 DEMO 程序
//晶振：11.0592
//接线：模块TRIG接 P1.2 ECH0 接P1.1
//串口波特率:9600
/***********************************************************************************************************/
#include //包函8051内部资源的定义
#include
#include "SerialComm.h"
#include "UltrasonicDistanceDriver.h"
/********************************************************/
void main(void)
{
char pcOutBuf[30];
unsigned int iOld=0;
InitUltrasonicDistance();
InitSerialComm();
while(1)
{
//当调用测距函数后，返回为0，表示测距成功，否则测距函数正在延迟中
if (0 == refreshDistance())
{
//当取值有效时，如果与前次值没变化，则不作更新
if (0 == getDistanceState() && (iOld != getDistance()))
{
iOld = getDistance();
sprintf(pcOutBuf, "S=%d\r\n", iOld);
SerialSendStr(pcOutBuf); //送到串口
P2=~(unsigned int)(iOld); //点灯
}
}
}
}