STC15系列单片机 超声波测距实验


main.c

/**
 * 文件名称:超声波测距实验
 * 实验目的:1.掌握超声波测距原理
 * 实验原理:1.定时器0用于数码管的扫描、定时200ms用于采样距离;
 *               定时器1用于计时器,计算每次采样时从
 *             发射声波到接收到声波的时间。距离除以2就为到
 *               障碍物的实际距离。
 */

#include <stc15f2k60s2.h>
#include <intrins.h>
#include "stdint.h"
#include "timer.h"
#include "digitalTube.h"

#define somenop(); { \ 
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); \
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); \
}

sbit TX = P1^0;  //发射引脚
sbit RX = P1^1;  //接收引脚

void configTmr1();
void sendWave();

volatile bit flag200ms = 0;

void main() {
    uint16_t count;        //定时器1的计数值,即为时间间隔
    uint8_t distance;    //单位为cm,实测最大测量距离约为90cm
    uint8_t tmp;

    configTmr0(2);
    configTmr1();  
     
    while (1) {
        if (flag200ms) {    //200毫秒更新一次数据 
            flag200ms = 0;

            RX = 1;        //!!
            sendWave();  //发送方波信号
            TR1 = 1;  //启动计时
            while ((RX == 1) && (TF1 == 0));  //等待收到脉冲
            TR1 = 0;  //关闭计时

            if (TF1 == 1) {    //如果定时器发生溢出,则超过量程
                TF1 = 0;
                distance = 0xFF;  //无返回,距离为无穷远
            } else {
                count = TH1;
                count <<= 8;
                count |= TL1;
                
                //distance = (uint8_t)(count * 0.017f);  //计算距离(cm)
                distance = (uint8_t)((uint32_t)count * 17 / 1000);    //计算距离(cm)                
            }
            TH1 = 0;    //重新复位定时器,为下次测量做好准备
            TL1 = 0;

            dspBuf[7] = distance % 10;        //将结果显示出来
            tmp = distance / 10 % 10;
            if (tmp)
                dspBuf[6] = tmp;
            else
                dspBuf[6] = 10;            //否则为0,不显示
            tmp = distance / 100 % 10;
            if (tmp)
                dspBuf[5] = tmp;
            else
                dspBuf[5] = 10;
        }        
    }
}
/* 特殊配置定时器1,作为计时器 */
void configTmr1() {    //不要开启中断,要将溢出标志位置0,不要开始运行
    AUXR &= 0xBF;
    TMOD &= 0x0F;
    TMOD |= 0x10;
    TL1 = 0;    //!!!
    TH1 = 0;    //!!!
    TF1 = 0;    //!!!
}
//TX引脚发送40KHz方波信号驱动超声波发送探头
void sendWave() {
    uint8_t cnt = 8;  //发送8个脉冲
    
    EA = 0;    //!!!
    do {
        TX = 1;
        somenop();    //保持TX一段时间
        TX = 0;
        somenop();    //保持TX一段时间    
    } while (--cnt);
    EA = 1;    //!!!
}
//定时器0中断服务函数
void tmr0ISR() interrupt 1 {
    static uint16_t cnt = 0;

    TH0 = tmr0HighByte;
    TL0 = tmr0LowByte; 
     
    digitalTubeScan();    //2ms执行一次

    if (cnt == 99) {
        cnt = 0;
        flag200ms = 1;
    } else {
        cnt++;
    }
}



digitalTube.h

#ifndef _DIGITAL_TUBE_H
#define _DIGITAL_TUBE_H


extern uint8_t code tab[];
extern uint8_t dspBuf[8];

void digitalTubeScan();

#endif

digitalTube.c

#include <stc15f2k60s2.h>
#include "stdint.h"
#include "digitalTube.h"

uint8_t code tab[] = {    //  0    1    2    3    4    5    6    7    8    9	null
    0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xFF
};
uint8_t dspBuf[8] = {
    10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10
};  //显示缓冲区

void digitalTubeScan() {
    static uint8_t index = 0;

    P2 = (P2 & 0x1F) | 0xE0;    //使能具体值
    P0 = 0xFF;                    //消隐
    P2 &= 0x1F;                    //锁存

    P2 = (P2 & 0x1F) | 0xC0;    //使能位选
    P0 = (1 << index);            //数码管选择是1有效
    P2 &= 0x1F;

    P2 = (P2 & 0x1F) | 0xE0;    //使能具体值
    P0 = tab[dspBuf[index]];    //
    P2 &= 0x1F;

    index = (index + 1) & 0x07;
}

timer.h

#ifndef _TIMER_H
#define _TIMER_H

#define SYS_MCLK 11059200

extern uint8_t tmr0LowByte, tmr0HighByte;
//extern uint8_t tmr1LowByte, tmr1HighByte;

void configTmr0(uint8_t ms);
//void configTmr1(uint8_t ms);

#endif

timer.c

#include <stc15f2k60s2.h>
#include "stdint.h"
#include "timer.h"

uint8_t tmr0LowByte, tmr0HighByte;
//uint8_t tmr1LowByte, tmr1HighByte;

void configTmr0(uint8_t ms) {	//!!8bits
	uint32_t tmp;	//小心溢出

	tmp = ms * SYS_MCLK / 12 / 1000;
	tmp = 65536 - tmp;
	tmr0LowByte = (uint8_t)tmp;
	tmr0HighByte = (uint8_t)(tmp >> 8);

	AUXR &= 0x7F;		//定时器时钟12T模式
	TMOD &= 0xF0;
	TMOD |= 0x01;
	TL0 = tmr0LowByte;
	TH0 = tmr0HighByte;
	EA = 1;
	ET0 = 1;
	TR0 = 1;
}
/*
void configTmr1(uint8_t ms) {	//!!8bits
	uint32_t tmp;

	tmp = ms * SYS_MCLK / 12 / 1000;
	tmp = 65536 - tmp;
	tmr1LowByte = (uint8_t)tmp;
	tmr1HighByte = (uint8_t)(tmp >> 8);

	AUXR &= 0xBF;
	TMOD &= 0x0F;
	TMOD |= 0x10;
	TL1 = tmr1LowByte;
	TH1 = tmr1HighByte;
	EA = 1;
	ET1 = 1;
	TR1 = 1;
}
*/

stdint.h

#ifndef STDINT_H_INCLUDED
#define STDINT_H_INCLUDED

typedef unsigned char uint8_t;
typedef unsigned int uint16_t;
typedef unsigned long uint32_t;
typedef signed char int8_t;
typedef signed int int16_t;
typedef signed long int32_t;

#endif // STDINT_H_INCLUDED


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