「51单片机」收发一体超声波测距模块分析+代码

我用的超声波型号是US-020，四个接口的超声波用法基本相同。

一、概述

US-020超声波模块测距范围：2cm~7m

供电电压5V，静态功耗低于3mA

二、实物图

尺寸：45mm*20mm*1.6mm

三、接口

1.VCC电源，直流5V

2.Trig向此管脚输入10us以上高电平，可触发模块测距

3.Echo测距结束时会输出高电平，电平时长为超声波信号往返时间之和

4.GND接地

四、测距工作原理

只要在Trig管脚输入10us以上高电平，系统会自动发出8个40KHz的超声波脉冲，然后检测回波信号。检测到后通过Echo管脚输出。

计算方式：（Echo高电平时间*340m/s）/2

[注]：利用计数器检测Echo高电平时间。计时器计数频率为晶振的1/12。设晶振频率XMHz，计数值t（方式1下t=TH0*256+TL0）。

距离L=(t*12/(X*10^6))*340000/2(mm)

=0.17*t(X=12)

=(2.04/11.0592)*t(X=11.0592)

五、代码分析

1.初始化程序，需要设置计时器，计算Echo高电平时间

TMOD = 0x01; //设T0为方式1；

TH0 = 0;

TL0 = 0;

TR0 = 1;

ET0 = 1; //允许T0中断

EA = 1; //开启总中断

Tr = 0;

2.发送10us以上高电平给Trig

Tr = 1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

Tr = 0;

3.等待Echo的高电平并计算时间

while(!Ec); //等待高电平

TR0 = 1; //打开计时器

while(Ec); //等待低电平

TR0 = 0; //关闭计时器

time = TH0*256 + TL0; //计算时间

L = 0.18446*time;

TH0 = 0; //重置计时器

TL0 = 0;

六、总代码（包括数码管显示部分）

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

//管脚定义

sbit Tr = P2^0; //超声波触发

sbit Ec = P2^1; //超声波输出

sbit key = P2^4; //按键

sbit encC = P2^5; //38译码器

sbit encB = P2^6;

sbit encA = P2^7;

//P0口接数码管

//定义变量

float L = 0; //距离长度（mm）

unsigned char code LED[] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F};

//函数申明

void ultInit(); //超声波初始化

void ultStart(); //超声波触发

void count(); //计算距离

void show(); //显示距离于屏幕

void delay(); //延时函数

//---------------

//超声波初始化

//---------------

void ultInit()

{

TMOD = 0x01; //设T0为方式1；

TH0 = 0;

TL0 = 0;

TR0 = 1;

ET0 = 1; //允许T0中断

EA = 1; //开启总中断

Tr = 0;

}

//---------------

//超声波触发

//---------------

void ultStart()

{

Tr = 1;

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

Tr = 0;

}

//---------------

//计算距离

//---------------

void count()

{

uint time = 0;

while(!Ec); //等待高电平

TR0 = 1; //打开计时器

while(Ec); //等待低电平

TR0 = 0; //关闭计时器

time = TH0*256 + TL0; //计算时间

L = 0.18446*time;

TH0 = 0; //重置计时器

TL0 = 0;

}

//---------------

//显示距离于屏幕

//---------------

void show()

{

P0 = LED[(int)L%10];

encC = 0; encB = 1; encA = 1;

P0 = LED[(int)L/10%10];

encC = 0; encB = 1; encA = 0;

P0 = LED[(int)L/100%10];

encC = 0; encB = 0; encA = 1;

P0 = LED[(int)L/1000%10];

encC = 0; encB = 0; encA = 0;

}

//---------------

//延时函数

//---------------

void delay()

{

_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

}

//---------------

//主函数

//---------------

void main()

{

ultInit();

key = 1;

while(1)

{

if(0==key)

{

delay();

if(0==key)

{

ultStart();

count();

key = 1;

}

}

show();

}

}