1.超聲波模塊型號(hào)

超聲波模塊是一種常用的測(cè)距工具，一般用在避障小車，水位監(jiān)控系統(tǒng)中，本教程使用的模塊型號(hào)為HC-SR04，外觀形狀大體如下

模塊除了兩個(gè)電源引腳外，還有TRIG，ECHO引腳，這兩個(gè)引腳分別接我們開發(fā)板的P2.0和P2.1。

工作原理就是起初先給這兩個(gè)引腳都拉低，然后讓TRIG引腳拉高10微秒以上再拉低產(chǎn)生一個(gè)脈沖起始信號(hào)（程序中我們是拉高20微秒）。起始信號(hào)一開啟，ECHO引腳就會(huì)被拉高的同時(shí)，超聲波開始發(fā)射，ECHO引腳檢測(cè)到反射回來(lái)的信號(hào)時(shí)就會(huì)被拉低，因?yàn)槁曀贋?40m/s。那么測(cè)出的距離就是

（ECHO引腳高電平持續(xù)的時(shí)間*340m/s）/2。

中學(xué)學(xué)過(guò)用聲波測(cè)海底深度，時(shí)間*聲速=來(lái)回的距離，所以需要除以2才是真正的深度，超聲波模塊也一樣。

2.軟件分析

計(jì)算ECHO引腳高電平的持續(xù)時(shí)間就用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能完成，如果定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出，證明測(cè)的距離太遠(yuǎn)，超出模塊的測(cè)距范圍（最多4米），我們就在數(shù)碼管上顯示999表示距離太遠(yuǎn)。在測(cè)量范圍內(nèi)我們的數(shù)碼管就顯示測(cè)出的厘米數(shù)。

比如說(shuō)定時(shí)器的計(jì)數(shù)為9216，那么高電平的持續(xù)時(shí)間就是9216*(12/11059200)=0.01s

測(cè)出的距離就是0.01*340/2=1.7m

數(shù)碼管就顯示170。

不過(guò)為了簡(jiǎn)化單片機(jī)的計(jì)算過(guò)程，我們可以這樣算

“( (X*12)/11059200 )*340*100/2”就是厘米數(shù)，化簡(jiǎn)約為“X/54”,X就是定時(shí)器的計(jì)數(shù)值。

本講代碼需要用到“#include<intrins.h >”的“_nop_();”，這個(gè)表示延時(shí)1微秒左右，請(qǐng)參考《手把手教你學(xué)51單片機(jī)》文檔14.2節(jié)后半段文字。

3.代碼

#include <reg52.h> 
#include <function.h> //詳見第六章第8講
#include <timer.h>    //詳見第八章第11講
#include <intrins.h> 

sbit TRIG = P2^0; 
sbit ECHO = P2^1; 
u8   FLAG = 0;
void delay_20us() 
{
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); 
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
    _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
 
void main()
{  
    u16 time_data,CM_data;
    TRIG = 0; 
    ECHO = 0;

    LED_Init();        //初始化LED硬件模塊
    EA = 1;            //閉合總中斷開關(guān)
    TIM1_Init(1000,0); //定時(shí)1ms，用來(lái)刷新數(shù)碼管顯示,定時(shí)精度要求不高可不微調(diào)

    TMOD &= 0xF0;
    TMOD |= 0x01; 
    ET0  = 1;
    while(1)
    {   
        TH0  = 0; 
        TL0  = 0; 
        FLAG = 0;      //上次如果是超出測(cè)量范圍，F(xiàn)LAG被置1，這次再測(cè)就要清0

        //啟動(dòng)發(fā)射聲波
        TRIG = 1;    
        delay_20us();
        TRIG = 0;

        while(!ECHO);              //聲波開始發(fā)射，等待ECHO引腳拉高退出這個(gè)循環(huán)
        TR0 = 1;                   //ECHO引腳一拉高，就打開定時(shí)器進(jìn)行計(jì)數(shù) 
        while(ECHO==1 && FLAG==0); //收到聲波返回來(lái)的信號(hào)ECHO引腳就拉低，退出這個(gè)循環(huán)；如果定時(shí)器溢出，就會(huì)進(jìn)入中斷函數(shù)執(zhí)行“FLAG=1;”
                                   //也就是測(cè)量的距離太遠(yuǎn)，一直沒(méi)有收到反射回來(lái)的信號(hào)，不滿足“FLAG==0”的條件只能結(jié)束這個(gè)循環(huán)語(yǔ)句  
        TR0 = 0;                   //關(guān)閉定時(shí)器結(jié)束計(jì)數(shù)

        time_data =TH0;
        time_data=(time_data<<8)|TL0;                //把兩個(gè)八位的寄存器里的值組成一個(gè)16位變量的值，也就是定時(shí)器計(jì)數(shù)值
        CM_data = time_data/54;                      //得到厘米的表達(dá)式

        if(FLAG==1){ShowNumber(999); delay_ms(100);} //超出測(cè)量范圍顯示999，延時(shí)的目的：比如測(cè)得5cm到6cm之間，數(shù)碼管會(huì)頻繁在5跟6之間顯示，加入延時(shí)就會(huì)讓它們顯示的沒(méi)有那么頻繁   
        else {ShowNumber(CM_data); delay_ms(100);}     
    }
}
 
void TIM0_IRQHandler()  interrupt 1   
{
    FLAG=1;
}

void TIM1_IRQHandler()  interrupt 3
{
    TH1 = T1RH;  //重新加載重載值
    TL1 = T1RL;
    SEG_Scan();
}