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C語言微控制器專案實戰超聲波雷達測距

阿新 • • 發佈：2020-09-08

　　本實驗是基於MSP430利用HC-SR04超聲波感測器進行測距，測距範圍是3-65cm，講得到的資料顯示在LCD 1602液晶屏上。

　　

　　模組工作原理如下

　　(1)採用 IO 觸發測距，給至少 10us 的高電平訊號;

　　(2)模組自動傳送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有訊號返回;

　　(3)有訊號返回，通過 IO 輸出一高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間

　　(4計算測試距離測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2;

　　根據工作原理,我們可以選擇兩種模式驅動

　　1. 採用中斷+定時器方式,將ECHO定義為上升沿下降沿都能觸發中斷,trig觸發之後,echo高電平進中斷開啟定時器,echo低電平關閉定時器並統計定時器計數值

　　2. 採用普通IO+定時器模式,觸發之後等待echo響應,響應時開啟定時器,直到echo恢復低關閉定時器,獲取時間

　　此處我採用的是第一種模式，利用MSP430的timerA 的捕獲比較模式，在程式的中斷中處理得到的資料，並轉化成距離。

　　1：此模組不宜帶電連線，如果要帶電連線，則先讓模組的 Gnd 端先連線。否則會影響

　　模組工作。

　　2：測距時，被測物體的面積不少於0.5平方米且要儘量平整。否則會影響測試結果。在下載程式的時候建議將連線echo的一端斷開，避免出現不必要的問題。

　　可以參考這個視訊資料

　　超聲波雷達測距

　　/**********************************************************下邊是程式碼***************************************************/

　

　//功能說明： 1602顯示 超聲波模組測距 串列埠傳送至上位機

　　#include

　　#include "Config.h"

　　#include "1602.c"

　　#include "UART.h"

　　int count = 0;

　　int flag = 0;

　　#define uchar unsigned char

　　#define uint unsigned int

　　/***************????*******************************/

　　#define trig_H P2OUT|=BIT0 //????

　　#define
 
 trig_L P2OUT&=~BIT0

　　#define echo P2IN & BIT1 //????

　　uint cnt;

　　unsigned long int tim_data,dista_data,dista_data_all,dista_data_sum;

　　/***************??*******************************/

　　void delay(uint n)

　　{

　　uchar i;

　　for(;n>0;n--)

　　for(i=10;i>0;i--);

　　}

　　/********************??,????????***************/

　　void dista_f(unsigned long int distance_data)

　　{

　　dista_data_all=dista_data_all+distance_data;

　　cnt=cnt+1;

　　if(cnt==16)

　　{

　　cnt=0;

　　dista_data_sum=dista_data_all>>4;

　　dista_data_all=0;

　　LCD1602_write_double(13,1,dista_data_sum); //?1602?????

　　LCD1602_write_char(14,1,'m');

　　LCD1602_write_char(15,1,'m');

　　//Print_float(dista_data_sum, 2);

　　}

　　}

　　/**************???io?********************/

　　void Init_IO()

　　{

　　P2DIR = 0XFD;

　　P2OUT |= 0XFF;

　　P2IE |= BIT1; //??P2????

　　P2IES &=~BIT1; //????????

　　}

　　/**************??????******************/

　　void Init_Timer()

　　{

　　TACTL|=TACLR+TASSEL_2+ID_3; //???A???

　　//TACTL |= TASSEL1 + TACLR + ID0 + ID1 + MC0 + TAIE;

　　//TACCR0 = 9999;

　　}

　　void InitTimerB(){

　　TBCTL=TBSSEL1+ID1+ID0+MC0+TBCLR;//選擇1/8SMCLK 增計數 清除TAR

　　TBCCTL0=CCIE;//CCR0中斷允許 比較模式

　　TBCCR0=10000;//時間間隔10ms

　　}

　　/************???**************************/

　　void main( void )

　　{

　　WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //?????

　　Clock_Init();

　　InitTimerB();

　　Init_IO();

　　UART_Init();

　　Start_1602(); //??1602

　　tim_data=0;cnt=0;dista_data=0;

　　delay(1000); //????

　　uchar string[] = "distance:";

　　LCD1602_write_str(0, 0, string);

　　_EINT(); //?????

　　while(1)

　　{

　　/*if(flag == 1)

　　{

　　Print_float(dista_data_sum, 2);

　　flag = 0;

　　}*/

　　trig_H; //?????

　　delay(2); //??15us

　　trig_L; //?????

　　delay(50); //????

　　while(echo); //????

　　delay(1000); //????

　　}

　　}

　　/*****************************P2???*******************/

　　#pragma vector=PORT2_VECTOR

　　__interrupt void port_init(void)

　　{

　　if(echo) //?????

　　{

　　TACTL|=TACLR+TASSEL_2+ID_3;

　　TACTL|=MC_2; //?????,?????????

　　P2IES|=BIT1; //??P2??????

　　}

　　else //?????

　　{

　　TACTL=0; //????,????

　　TACTL|=TASSEL_2+ID_3;

　　P2IES&=~BIT1; //??P2??????

　　tim_data=TAR; //????

　　dista_data=(tim_data*1000/58); //?????(??=us/58)

　　//dista_data=(tim_data*17/100);

　　dista_f(dista_data); //??????

　　}

　　P2IFG&=~BIT1; // P2???????

　　}

　　#pragma vector=TIMERB0_VECTOR

　　__interrupt void TimerBINT()

　　{

　　count++;

　　if(count>=300)

　　{

　　Print_float(dista_data_sum, 2);

　　//flag = 1;

　　count = 0;

　　}

　　}

　　/*********************************clock.c**********************************/

　　//****************************************************

　　//*************時鐘源模組

　　//****************************************************

　　#include

　　#include "config.h"

　　#include "clock.h"

　　/********************系統時鐘初始化****************/

　　void init_clk(void) //初始化系統時鐘

　　{

　　uchar i;

　　BCSCTL1 &=~XT2OFF; //開啟XT2振盪器

　　BCSCTL2 |=SELM_2+SELS;

　　do

　　{

　　IFG1 &=~OFIFG; //清除錯誤標誌

　　for(i=0;i<0xff;i++); //延時等待

　　}

　　while((IFG1 & OFIFG)!=0);

　　IFG1 &=~ OFIFG;

　　}

　　/*******************************************1602.c***********************************/

　　#include

　　#include "Config.h"

　　#include "clock.h"

　　#include "1602.h"

　　//*************************************************************************

　　// 初始化IO口子程式

　　//*************************************************************************

　　void LCD1602Port_init()

　　{

　　P4SEL = 0x00;

　　P4DIR = 0xFF; //資料口輸出模式

　　P5SEL = 0x00;

　　P5DIR|= BIT5 + BIT6 + BIT7; //控制口設定為輸出模式

　　}

　　//***********************************************************************

　　// 顯示屏命令寫入函式

　　//***********************************************************************

　　void LCD1602_write_com(unsigned char com)

　　{

　　RS_CLR;

　　RW_CLR;

　　EN_SET;

　　DataPort = com; //命令寫入埠

　　delay_ms(5);

　　EN_CLR;

　　}

　　//***********************************************************************

　　// 顯示屏資料寫入函式

　　//***********************************************************************

　　void LCD1602_write_data(unsigned char data)

　　{

　　RS_SET;

　　RW_CLR;

　　EN_SET;

　　DataPort = data; //資料寫入埠

　　delay_ms(5);

　　EN_CLR;

　　}

　　//***********************************************************************

　　// 顯示屏清空顯示

　　//***********************************************************************

　　void LCD1602_clear(void)

　　{

　　LCD1602_write_com(0x01); //清螢幕顯示

　　delay_ms(5);

　　}

　　//***********************************************************************

　　// 顯示屏字串寫入函式

　　//***********************************************************************

　　void LCD1602_write_str(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)

　　{

　　if (y == 0)

　　{

　　LCD1602_write_com(0x80 + x); //第一行顯示

　　}

　　else

　　{

　　LCD1602_write_com(0xC0 + x); //第二行顯示

　　}

　　while (*s)

　　{

　　LCD1602_write_data( *s);

　　s ++;

　　}

　　}

　　//***********************************************************************

　　// 顯示屏單字元寫入函式

　　//***********************************************************************

　　void LCD1602_write_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char data)

　　{

　　if (y == 0)

　　{

　　LCD1602_write_com(0x80 + x); //第一行顯示

　　}

　　else

　　{

　　LCD1602_write_com(0xC0 + x); //第二行顯示

　　}

　　LCD1602_write_data( data);

　　}

　　//***********************************************************************

　　// 顯示屏初始化函式

　　//***********************************************************************

　　void LCD1602_init(void)

　　{

　　LCD1602_write_com(0x38); //顯示模式設定

　　delay_ms(5);

　　LCD1602_write_com(0x08); //顯示關閉

　　delay_ms(5);

　　LCD1602_write_com(0x01); //顯示清屏

　　delay_ms(5);

　　LCD1602_write_com(0x06); //顯示游標移動設定

　　delay_ms(5);

　　LCD1602_write_com(0x0C); //顯示開及游標設定

　　delay_ms(5);

　　}

　　void LCD1602_write_double(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int data)

　　{

　　uchar i;

　　for(i=0;i<6;i++)

　　{

　　if(i==2)

　　LCD1602_write_char( x--, y, '.');

　　else

　　{

　　LCD1602_write_char( x--, y, 0x30+data%10);

　　data=data/10;

　　}

　　}

　　}

　　void LCD1602_write_int(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int data)

　　{

　　uchar i;

　　for(i=0;i<2;i++)

　　{

　　LCD1602_write_char( x--, y, 0x30+data%10);

　　data=data/10;

　　}

　　}

　　void Start_1602()

　　{

　　LCD1602Port_init(); //系統初始化，設定IO口屬性

　　delay_ms(100); //延時100ms

　　LCD1602_init(); //液晶引數初始化設定

　　}

　　

uart.h

　　#ifndef _UART_H_

　　#define _UART_H_

　　#include "msp430x14x.h"

　　void Print_Str(uchar *s);

　　//*************************************************************************

　　// MSP430?????

　　//*************************************************************************

　　void UART_Init()

　　{

　　U0CTL|=SWRST + CHAR; //??SWRST,8?????

　　U0TCTL|=SSEL1; //SMCLK?????

　　U0BR1=baud_h; //BRCLK=8MHZ,Baud=BRCLK/N

　　U0BR0=baud_l; //N=UBR+(UxMCTL)/8

　　U0MCTL=0x00; //??????0,???9600bps

　　ME1|=UTXE0; //UART0????

　　ME1|=URXE0; //UART0????

　　U0CTL&=~SWRST;

　　IE1|=URXIE0; //???????

　　P3SEL|= BIT4 + BIT5; //??IO????????,??UART??

　　P3DIR|= BIT4; //??TXD0??????

　　}

　　//*************************************************************************

　　// ??0??????

　　//*************************************************************************

　　void Send_Byte(uchar data)

　　{

　　while(!(IFG1&UTXIFG0)); //?????????????

　　U0TXBUF=data;

　　}

　　//***************************************//

　　void Print_float(unsigned int t, unsigned char position)//????? position ???????

　　{

　　unsigned int s_int[5] = {0};

　　int i = 0;

　　while(t>0)

　　{

　　s_int[i++] = t%10;

　　t=t/10;

　　}

　　for(i=4;i>=0;i--)

　　{

　　if(i==position)

　　{

　　Send_Byte(0x30 + s_int[i]);

　　Send_Byte(0x2E);

　　}

　　else

　　{

　　Send_Byte(0x30 + s_int[i]);

　　}

　　}

　　//delay_ms(100);

　　Send_Byte('m');

　　Send_Byte('m');

　　Send_Byte(' ');

　　delay_ms(100);

　　}

　　//*************************************************************************

　　// ??0??int???

　　//*************************************************************************

　　void Print_int(unsigned int t)

　　{

　　unsigned int s_int[5];

　　unsigned int i = 1;

　　while(t>0)

　　{

　　s_int[i] = t%10;

　　t=t/10;

　　i++;

　　}

　　i--;

　　while(i)

　　{

　　Send_Byte(0x30 + s_int[i]);

　　i--;

　　}

　　}

　　//*************************************************************************

　　// ??0???????

　　//*************************************************************************

　　void Print_Str(uchar *s)

　　{

　　while(*s != '\0')

　　{

　　Send_Byte(*s++);

　　}

　　}

　　#endif

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