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標題: [經驗] 自編超聲波測距模塊（HC-SR04）STC單片機程序開源 [打印本頁]
作者: 王小凝    時間: 2018-7-17 11:27
標題: [經驗] 自編超聲波測距模塊（HC-SR04）STC單片機程序開源
各位朋友，大家好~  
       相信很多朋友都用過一款HC-SR04超聲波測距模塊，這個模塊售價很平民，某寶上僅4RMB左右:能測3-400cm，真的很不錯的。
      前一段時間，偶爾看到一款超聲波測距模塊（m**eblock的），控制方式與HC-SR04有所不同，硬件上是大同小異的，但售價非常有逼格。
      本菜出于好奇，在網上找了很久的資料，大多數都是講怎么使用HC-SR04模塊的，而我想找的資料是如何制作HC-SR04這個模塊，關鍵是模塊中STC單片機的程序。

1、原理部分
      HC-SR04這個模塊是2線制的（不包含電源線），Echo與Trig，Trig負責接收10us以上的觸發信號，Echo則是輸出距離信號；下面是時序圖：

      而m**eblock的超聲波模塊采用1線制（不包含電源線），，Echo與Trig和二為一（SIG），在一定程度上節省了IO資源，SIG在收到觸發信號后采集并輸出距離信號，其時序圖與HC-SR04類似，使用起來略有不同，需要注意IO模式的轉換，而如果使用m**eblock官方提供的庫（Arduino）就非常簡單了；
             關于HC-SR04系列超聲波傳感器的介紹網上有很多的帖子，本菜不贅述了。


2、硬件部分：
      下面就先看一個原理圖吧，由于本菜的硬件不行，只是簡單的分析一下，有說錯的地方，歡迎大神們吐槽！


左邊是m**eblock的原理圖，右邊是HC-SR04的原理圖，可以看到，硬件部分的實現方式是大同小異的，下面以m**eblock為例。
      這里主要分成三個部分：
      1、主控IC部分：完成觸發信號的檢測、產生8個40KHz脈沖信號、檢測回波信號、輸出距離信號等；
      2、發射部分：由主控IC產生8個40KHz脈沖信號后，經過MAX232放大后驅動超聲波發射端；
      3、接收部分：將微弱的回波信號放大，送到主控IC的IO端檢測回波。

3、軟件部分
下面是程序思路，圍繞STC展開，說一下STC每個管腳的作用~
1、P30（SIG）： 負責監測觸發信號；
   配置其為高阻輸入，可以輪詢其高低電平并使用Timer0（2），也可以輪詢高電平后使用INT4低電平，完成一個觸發脈沖的檢測（10us以上），一旦檢測到觸發信號，此管腳配置為推挽輸出，并拉低，當8個40KHz信號發送完成后將其拉高，等到回波到來。

2、P33（T2）、P32（T1）：8個40KHz脈沖信號；
   配置為推挽輸出，當SIG檢測到觸發信號后，其同時發送8個40KHz信號，注意這兩個信號存在半個周期的相位差（重要！），發射完成之后將SIG拉高。

3、P31（T_PWR）：MAX232供、斷電；
   配置其為推挽輸出；通過NPN控制232，低電平有效，只在8個40KHz脈沖信號時給232供電，防止雜波出現，232在這里起到一個驅動放大功率的作用；

4、P34（PWM）： 比較電壓；
   一開始我以為這是一個PWM信號，后來發現我錯了，可以看一下電路圖中的放大器A，是作為一個比較器使用的。其實只要在檢測回波信號的時候將其拉高就行了。（目前我是這樣做的）

5、P35（CHK）：回波檢測；
    配置為高阻輸入；可以利用INT3來檢測下降沿并使用Timer2（0）計算周期，并檢測回波頻率，判斷是否為發射出去的40KHz信號，檢測完成后將SIG拉高，完成一次測量。

    第一次發表這么長的開源貼子，歡迎大家吐槽（鼓勵~~），源代碼中幾乎每一條代碼后都跟有注釋，相信大家讀起來不會太費時間的。程序中難免有些處理不妥的地方，歡迎大家下載優化，記得分享您的成果哈~~~

單片機源程序如下:
  1. /*-----------------------------------------------
  2.   名稱：HC-SR04內源碼
  3.   版本：v1.1
  4.   編寫：XiaoKai
  5.         環境：MDK51 Pro V9.50a
  6.   日期：2017.2.23
  7.   修改：無
  8.   內容：超聲波測距模塊源碼
  9. ------------------------------------------------*/

  11. #include "main.h"

  13. bit TRRIG  = FALSE;  //標志是否接收到觸發信號：FALSE（否）、TRUE（是）
  14. /*------------------------------------------------
  15.                     主函數
  16. ------------------------------------------------*/
  17. void main (void)
  18. {
  19.         Clock_Init();  //系統時鐘初始化
  20.         GPIO_Init();  //GPIO 口初始化
  21.         Timer0_Init();  //Timer0 初始化，負責測量回波信號頻率
  22.         Timer2_Init();  //Timer2 初始化，負責測量觸發脈沖寬度
  23.         Exint3_Init();  //INT3 初始化，負責檢測回波信號
  24.         
  25.         DelayMs(10);  //延時等待完成
  26.         
  27.         while (1)  //主循環
  28.   {
  29.                 //---------------監測觸發信號-------------
  30.                 TRIGGER();
  31.                 //--------------監測到觸發信號------------
  32.                 if(TRRIG)
  33.                 {
  34.                         //------------P3.0 設置為推挽輸出----------
  35.                         P3M0 |=  (1 << 0);  //P3.0 設置為推挽輸出
  36.                         P3M1 &= ~(1 << 0);
  37.                         //-----------------拉低 SIG----------------
  38.                         SIG = LOW;  //SIG 由輸入模式變為輸出模式后默認輸出高
  39.                         //-----------發送 8 個 40KHz 信號----------
  40.                         EIGHT();  //發送脈沖后應該立即拉高SIG，這樣測量更加精準？？？
  41.                         //-----------------拉高 SIG----------------
  42.                         SIG = HIGH;  //發送完 8 個 40KHz 后，拉高 SIG 表示測量開始
  43.                         //----------開啟Timer0及接收INT3-----------
  44.                         INT_CLKO |= (1<<5);  //接收INT3
  45.                         //--------------等待 SIG 被拉低------------
  46.                         while(SIG)  //SIG 在 exint3.c 中被檢測
  47.                         {
  48.                                 //--------------比較電壓輸出高-----------
  49.                                 PWM = HIGH;  //P34輸出比較電壓，允許信號通過
  50.                         }
  51.                 }
  52.                 //-----------------拒收INT3----------------
  53.                 INT_CLKO &= ~(1<<5);  //拒收INT3
  54.                 //----------------關閉Timer2---------------
  55.                 TR0=0;  //關閉Timer0
  56.                 //---------------比較電壓輸出低------------
  57.                 PWM = LOW;//不允許信號通過
  58.                 //----------表示沒有接收到觸發信號---------
  59.                 TRRIG = FALSE;
  60.   }
  61. }
復制代碼


所有資料51hei提供下載:
HC-SR04-V1.2.zip (4.27 MB, 下載次數: 192)


作者: LIDAPENG    時間: 2018-10-25 10:47
作者: 風158    時間: 2018-10-25 19:39
學習一下。樓主可以做個大功率的。
作者: xzb1235789    時間: 2019-4-8 22:45
可以用嘛
作者: Parika111    時間: 2019-5-16 23:07
寫的真棒 學習了
作者: Trise清    時間: 2020-4-8 18:43
終于找到自編HC-04的制作方法了
作者: shadaodadi    時間: 2020-5-24 20:10
STC的是編寫GPIO嗎
作者: gcm520    時間: 2020-6-4 17:07
樓主自己驗證過嗎
作者: zmls_007    時間: 2020-10-13 18:50
誰親測過？
作者: zjy007    時間: 2021-10-20 10:50
void exint3() interrupt 11  //INT3ÖD¶Ïèë¿ú
{
        INT_CLKO &= 0xDF;  
        INT_CLKO |= 0x20;  
       
        //T_PWR =!T_PWR;
        if(EX_COUNT > 2) EX_COUNT++;  //這里應該有問題吧      
        else EX_COUNT=0;
       
        if(TRRIG&&SIG)  
        {
                if(EX_COUNT == 1)
                {



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