一. 定时器
1. 简介
C51中的定时器和计数器是同一个硬件电路支持的，通过寄存器配置不同，就可以将他当做定时器或者计数器使用。
确切的说，定时器和计数器区别是致使他们背后的计数存储器加1的信号不同。当配置为定时器使用时，每经过1个机器周期，计数存储器的值就加1。而当配置为计数器时，每来一个负跳变信号(信号从P3.4 或者P3.5引脚输入)，就加1，以此达到计数的目的。
标准C51有2个定时器/计数器：T0和T1。他们的使用方法一致。C52相比C51多了一个T2
1.1 概念解读
- 定时器和计数器，电路一样
- 定时或者计数的本质就是让单片机某个部件数数
- 当定时器用的时候，靠内部震荡电路数数
- 当计数器用的时候，数外面的信号，读取针脚的数据
在51单片机中，定时器和计数器的主要区别在于它们的工作方式和用途：
- 定时器（Timer）：
-
- 工作方式：定时器使用内部时钟源（例如晶振）进行计数。
- 用途：用于计时，例如生成精确的时间延迟、实现周期性中断等。
- 例子：设定一个定时器来每隔一秒触发一次中断，用于更新系统时钟。
- 计数器（Counter）：
-
- 工作方式：计数器通过外部信号（例如外部引脚上的脉冲信号）进行计数。
- 用途：用于计数外部事件或脉冲，例如计数输入脉冲的次数。
- 例子：连接一个传感器到单片机的计数器引脚，计数传感器发出的脉冲信号。
1.2 定时器怎么定时
定时器的本质原理： 每经过一个机器周期，就加1 :寄存器
思考：
- 什么是晶振
晶振(晶体震荡器)，又称数字电路的"心脏"，是各种电子产品里面必不可少的频率元器件。数字电
路的所有工作都离不开时钟，晶振的好坏、晶振电路设计的好坏，会影响到整个系统的稳
- 什么是时钟周期
时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数。时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单
位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。时钟周期是一个时间的量。更小的时钟周
期就意味着更高的工作频率
- 什么是机器周期
机器周期也称为CPU周期。在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶
段（如取指、译码、执行等），每一阶段完成一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为
机器周期。一般情况下，一个机器周期由若干个时钟周期组成
- 加1经过了多少时间
当晶振频率是11.0592MHz的时候，等于11059.2KHz = 11059200Hz
跳一次等于一个机器周期
一个机器周期等于12个时钟周期
一个时钟周期等于晶振的倒数：1/11059200秒
那么跳一次就是：12/11059200秒 = 12000000/11059200 微秒= 1.085微妙
机器周期 = 12 x 时钟周期
= 12 x (1/时钟频率) 秒 = 12 / 时钟频率 秒 = 12 / 11059200 秒 = 12 000 000 / 11059200 微秒 = 1.085 微秒
1.3 定时器编程
相关寄存器：
- 在哪里加1，最大计数时间，也就是爆表了能计算多长
在T8H0/1和TL0/1寄存器中加1，默认是从0开始数数，最多能数65536下，累计计时71ms ，71毫秒
- 如何算出10ms定时器的初值
就不让他从0开始数数，10ms需要数9216下，你让他从65536-9126=56320（16进制表示为
0xDC00）开始数数
这样TL0=0x00；TH0=0xDC
- 关于TCON
- 怎么知道爆表
TCON寄存器的bit5（TF0）能表示爆表：当爆表的时候，硬件会修改bit5(TF0)位上面的数据，改成 1（置1），如果不用中断，我们代码清零。
- 怎么开始计时
TCON寄存器的bit4，TRO通过编程让这个位为1的时候，开始计时，相当于按下了闹钟
- 定时器使用是有很多种模式的
定时器模式寄存器：TMOD来选择定时器模式，选择工作方式1，TMOD的bit0 bit1配置成0 1 ：16 位的定时器功能
- 四个二进制数表示一位的16进制数
8421法进制的转换，二进制转16进制（方便人类来看，对计算机底层来说，不关心二进制010101010）。
配寄存器推荐用按位操作，清零的时候，对应的需要清零的位与上0，不需要清零的位与上1
置1的时候，需要置1的位置或1，不需要置一的位置或0
AUXR，降低单片机时钟对外界的辐射。
-
定时器控制led灯每隔一秒灭一次
#include "reg52.h"
sbit led1 = P3^6; // 定义 led1 变量，指向 P3.6 引脚
sbit led2 = P3^7; // 定义 led2 变量，指向 P3.7 引脚void main()
{
// 1.配置定时器0工作模式为16位计数器模式int cnt = 0; // 定义一个整数变量 'cnt' 用于计数 led1 = 1; // 初始化 led1 为高电平（假设高电平点亮） led2 = 0; // 初始化 led2 为低电平（假设低电平熄灭） TMOD = 0x01; // 配置定时器0为模式1（16位定时器模式） // 2.设置定时器初值，使其每10ms产生一次溢出 TL0 = 0x00; // 设置定时器0低8位初值为 0x00 TH0 = 0xDC; // 设置定时器0高8位初值为 0xDC // 3.启动计时 TR0 = 1; // 启动定时器0 TF0 = 0; // 清除定时器0溢出标志位 while(1) { // 无限循环 if(TF0 == 1) { // 如果定时器0溢出 爆表 TF0 = 0; // 清除定时器0溢出标志位 cnt++; // 增加计数器 'cnt' 的值 // 重新设置定时器初值 TL0 = 0x00; TH0 = 0xDC; if(cnt == 100) { // 如果计数器 'cnt' 达到 100（即经过1秒） cnt = 0; // 重置计数器 'cnt' led1 = !led1; // 翻转 led1 的状态 led2 = !led2; // 翻转 led2 的状态 } } }}
1.4 定时器中断方式控制 （相当于多线程）
中断寄存器
-
定时器中断方式控制led
#include "reg52.h" // 包含51系列单片机寄存器定义文件
sbit led = P3^6; // 定义一个位变量led，连接到P3端口的第6位（LED1）
sbit led1 = P3^7; // 定义一个位变量led1，连接到P3端口的第7位（LED2）
int cnt = 0; // 定义一个整数变量cnt，用来统计定时器溢出的次数// 定义定时器0初始化函数
void Time0Init()
{
// 1. 配置定时器0工作模式为16位计时模式
TMOD = 0x01; // 设置TMOD寄存器为0x01，定时器0为16位定时器模式// 2. 设置定时器初值，以生成大约10ms的定时 TL0 = 0x00; // 设置定时器0低8位初值为0x00 TH0 = 0xDC; // 设置定时器0高8位初值为0xDC（即0xDC00） // 3. 启动定时器0 TR0 = 1; // 启动定时器0，使其开始计时 TF0 = 0; // 清除定时器0的溢出标志位（初始为0） // 4. 启用定时器0中断 ET0 = 1; // 使能定时器0中断，使单片机能够响应定时器0的中断请求 // 5. 启用总中断 EA = 1; // 启用全局中断，使单片机能够响应所有中断请求}
void main()
{
led = 1; // 将LED1点亮（即将P3^6置为高电平）
led1 = 0; // 将LED2熄灭（即将P3^7置为低电平）
Time0Init(); // 调用定时器初始化函数，设置定时器0并启动定时器
while(1) {
// 无限循环，程序在这里等待中断事件发生
// 这部分代码可以执行其他任务，但本例中为空
}
}// 定时器0中断处理函数 interrupt 1 定时器0的优先级
void Time0Handler() interrupt 1
{
cnt++; // 每次定时器0溢出时，计数器cnt增加1// 重新设置定时器0的初值，保持定时周期不变 TL0 = 0x00; // 重新加载定时器0低8位初值为0x00 TH0 = 0xDC; // 重新加载定时器0高8位初值为0xDC（即0xDC00） if (cnt == 30) { // 如果定时器0溢出30次（约300ms） cnt = 0; // 重置计数器cnt为0 // 翻转LED的状态 led = !led; // 每300ms翻转LED1的状态 led1 = !led1; // 每300ms翻转LED2的状态 }}
这段代码是用来在51系列单片机中配置定时器0，使其每隔1秒钟翻转一个LED的状态。下面是对每一部分的详细解释：
1. 头文件和变量定义
#include "reg52.h"
sbit led = P3^6; // 定义一个位变量led，连接到P3端口的第6位（LED1）
sbit led1 = P3^7; // 定义一个位变量led1，连接到P3端口的第7位（LED2）
int cnt = 0; // 定义一个整数变量cnt，用来统计定时器溢出次数
#include "reg52.h"：包含51系列单片机的寄存器定义文件。sbit led = P3^6;：将单片机的P3端口的第6位定义为led，用于控制LED的开关。sbit led1 = P3^7;：将P3端口的第7位定义为led1，虽然在代码中没有使用。int cnt = 0;：定义一个计数器cnt，用于跟踪定时器0的溢出次数。
2. Time0Init 函数
void Time0Init()
{
//1. 配置定时器0工作模式位16位计时
TMOD = 0x01;
//2. 给初值，定一个10ms出来
TL0=0x00;
TH0=0xDC;
//3. 开始计时
TR0 = 1;
TF0 = 0;
//4. 打开定时器0中断
ET0 = 1;
//5. 打开总中断EA
EA = 1;
}
TMOD = 0x01;：将TMOD寄存器的值设置为0x01，将定时器0配置为模式1（16位定时器模式）。低4位0001表示定时器0的工作模式。TL0 = 0x00;和TH0 = 0xDC;：设置定时器0的初始值。TH0和TL0设置为0xDC00，这样定时器从0xDC00开始计数。TR0 = 1;：启动定时器0。TF0 = 0;：清除定时器0的溢出标志位。ET0 = 1;：允许定时器0的中断。EA = 1;：允许总中断，使单片机能够响应所有中断请求。
3. main 函数
void main()
{
led = 1; // 初始时点亮LED
Time0Init(); // 初始化定时器0
while(1){
// 无限循环，等待中断发生
}
}
led = 1;：在程序开始时，将led设为1，点亮LED。Time0Init();：调用初始化定时器0的函数。while(1){}：无限循环，程序在这里等待中断事件发生。实际的操作由中断处理函数完成。
4. 定时器0中断处理函数
void Time0Handler() interrupt 1
{
cnt++; // 统计溢出次数
// 重新设置定时器初值
TL0=0x00;
TH0=0xDC;
if(cnt == 100) { // 每100次溢出表示1秒
cnt = 0; // 重置计数器
led = !led; // 翻转LED状态
}
}
void Time0Handler() interrupt 1：定义了一个中断服务函数，用于处理定时器0的中断。interrupt 1表示这是定时器0的中断处理函数。cnt++;：每次定时器0溢出时，计数器cnt增加1。TL0 = 0x00;和TH0 = 0xDC;：重新加载定时器初值，保持定时器周期不变。if(cnt == 100)：检查cnt是否达到100。每100次溢出表示1秒（因为10毫秒 × 100 = 1000毫秒，即1秒）。
-
cnt = 0;：重置cnt以开始新的计时周期。led = !led;：每秒钟翻转LED的状态。
总结
-
初始化 ：
Time0Init函数设置定时器0的工作模式和初值，并开启定时器中断。 -
主程序 ：
main函数设置LED初始状态，并无限循环等待中断。 -
中断处理 ：
Time0Handler函数在每次定时器0溢出时执行，统计溢出次数，并每1秒翻转一次LED的状态。 -
定时器中断方式控制led，led灯多线程 控制
#include "reg52.h"
// 定义LED控制的位变量
sbit led = P3^6; // LED1 连接到P3端口的第6位
sbit led1 = P3^7; // LED2 连接到P3端口的第7位int cnt = 0; // 用于计数定时器溢出次数的变量
// 定时器0初始化函数
void Time0Init()
{
// 1. 配置定时器0工作模式为16位计时模式
TMOD = 0x01; // 设置定时器0为16位计时器模式（模式1）// 2. 给定初值，设置一个10ms的定时周期 TL0 = 0x00; // 设置定时器0的低8位初值 TH0 = 0xDC; // 设置定时器0的高8位初值 // (0xDC00 是 16位定时器初值，用来生成10ms的定时周期) // 3. 开始计时 TR0 = 1; // 启动定时器0 TF0 = 1; // 设置定时器0的溢出标志位（启动时应清零，但此处设为1可能是为确保中断服务函数能被触发） // 4. 打开定时器0中断 ET0 = 1; // 使能定时器0中断 // 5. 打开总中断EA EA = 1; // 使能总中断，允许所有中断请求}
// 延时函数
void Delay300ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;i = 3; // 外循环计数 j = 26; // 中循环计数 k = 223; // 内循环计数 do { do { while (--k); // 内循环延时 } while (--j); // 中循环延时 } while (--i); // 外循环延时}
// 主函数
void main()
{
led = 1; // 初始化时将LED1点亮
led1 = 0; // 初始化时将LED2熄灭
Time0Init(); // 调用定时器0初始化函数
while(1) {
// 无限循环
led1 = 0; // LED2熄灭
Delay300ms(); // 延时300ms
led1 = 1; // LED2点亮
Delay300ms(); // 延时300ms
}
}// 定时器0中断服务函数
void Time0Handler() interrupt 1
{
cnt++; // 每次定时器0溢出时，计数器cnt增加1// 重新给定时器0初值，以保持定时周期 TL0 = 0x00; // 重新加载定时器0的低8位初值 TH0 = 0xDC; // 重新加载定时器0的高8位初值 if(cnt == 30) { // 每30次溢出表示约1秒（10ms * 30 = 300ms） cnt = 0; // 重置计数器cnt，以开始新的计时周期 led = !led; // 翻转LED1的状态 }}
当然，下面是对你提供的代码的详细解释，逐步解释每一部分的功能和目的：
1. 头文件和变量定义
#include "reg52.h"
// 定义LED控制的位变量
sbit led = P3^6; // LED1 连接到P3端口的第6位
sbit led1 = P3^7; // LED2 连接到P3端口的第7位
int cnt = 0; // 用于计数定时器溢出次数的变量
#include "reg52.h"：包括一个头文件，这个文件通常包含对51系列单片机寄存器的定义。sbit led = P3^6;和sbit led1 = P3^7;：将led和led1分别定义为 P3 端口的第6位和第7位，控制对应的LED灯。sbit是位变量的定义方式，用于操作单片机的特定位。int cnt = 0;：定义一个全局变量cnt，用来计数定时器溢出次数。
2. 定时器0初始化函数
void Time0Init()
{
// 1. 配置定时器0工作模式为16位计时模式
TMOD = 0x01; // 设置定时器0为16位定时器模式（模式1）
// 2. 给定初值，设置一个10ms的定时周期
TL0 = 0x00; // 设置定时器0的低8位初值
TH0 = 0xDC; // 设置定时器0的高8位初值
// (0xDC00 是 16位定时器初值，用来生成10ms的定时周期)
// 3. 开始计时
TR0 = 1; // 启动定时器0
TF0 = 1; // 设置定时器0的溢出标志位（启动时应清零，但此处设为1可能是为确保中断服务函数能被触发）
// 4. 打开定时器0中断
ET0 = 1; // 使能定时器0中断
// 5. 打开总中断EA
EA = 1; // 使能总中断，允许所有中断请求
}
- 配置定时器模式：
-
TMOD = 0x01;：设置定时器0为模式1（16位定时器模式）。TMOD寄存器的低4位设置定时器0的模式，0x01表示模式1，即16位计时器。
- 设置定时初值：
-
TL0 = 0x00;和TH0 = 0xDC;：设置定时器0的低8位（TL0）和高8位（TH0）的初值。这里的初值0xDC00（16位）用来生成一个10ms的定时周期。具体的10ms周期计算基于单片机的时钟频率（11.0592 MHz）。
- 启动定时器和中断：
-
TR0 = 1;：启动定时器0，开始计时。TF0 = 1;：设置溢出标志位。这通常在定时器启动时应清除，但此处设为1可能是为了确保中断服务函数能被触发。ET0 = 1;：使能定时器0的中断，允许定时器溢出时触发中断。EA = 1;：使能所有中断，允许中断请求的处理。
3. 延时函数
void Delay300ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 3; // 外循环计数
j = 26; // 中循环计数
k = 223; // 内循环计数
do
{
do
{
while (--k); // 内循环延时
} while (--j); // 中循环延时
} while (--i); // 外循环延时
}
- 延时函数：
-
Delay300ms()用来实现一个大约300ms的延时。- 使用嵌套的
do-while循环来耗费时间。外层循环i控制循环次数，中层循环j和内层循环k控制每次循环的延时。具体的延时时间取决于单片机的时钟频率（11.0592 MHz）。
4. 主函数
void main()
{
led = 1; // 初始化时将LED1点亮
led1 = 0; // 初始化时将LED2熄灭
Time0Init(); // 调用定时器0初始化函数
while(1) {
// 无限循环
led1 = 0; // LED2熄灭
Delay300ms(); // 延时300ms
led1 = 1; // LED2点亮
Delay300ms(); // 延时300ms
}
}
- 主函数：
-
- 初始化时将LED1点亮 (
led = 1;)，LED2熄灭 (led1 = 0;)。 - 调用
Time0Init()初始化定时器0。 - 进入无限循环，在其中交替点亮和熄灭LED2，每次切换后调用
Delay300ms()实现300ms的延时。
- 初始化时将LED1点亮 (
5. 定时器0中断服务函数
void Time0Handler() interrupt 1
{
cnt++; // 每次定时器0溢出时，计数器cnt增加1
// 重新给定时器0初值，以保持定时周期
TL0 = 0x00; // 重新加载定时器0的低8位初值
TH0 = 0xDC; // 重新加载定时器0的高8位初值
if(cnt == 30) { // 每30次溢出表示约1秒（10ms * 30 = 300ms）
cnt = 0; // 重置计数器cnt，以开始新的计时周期
led = !led; // 翻转LED1的状态
}
}
- 定时器0中断服务函数：
-
void Time0Handler() interrupt 1：这是定时器0的中断服务函数。interrupt 1表示它处理定时器0的中断请求。cnt++：每次定时器0溢出时，计数器cnt增加1。- 重新设置定时器0的初值 (
TL0和TH0)，以保持定时器的计时周期。 - 当
cnt达到30时（每30次10ms溢出约300ms），重置cnt并翻转LED1的状态。
二、PWM开发SG90
2.1 简介
PWM，英文名Pulse Width Modulation，是脉冲宽度调制缩写，它是通过对一系列脉冲的宽度进 行调制，等效出所需要的波形（包含形状以及幅值），对模拟信号电平进行数字编码，也就是说通过调节占空比的变化来调节信号、能量等的变化，占空比就是指在一个周期内，信号处于高电平的 时间占据整个信号周期的百分比，例如方波的占空比就是50%.
- 脉冲宽度调制
- 通过占空比编码模拟信号
- 占空比 一个周期内，高电平占据时长的百分比
4毫秒为一个（波形）周期，其中3ms为低电平，1ms为高电平
什么是占空比 ：一个周期内，高电平占据时长的百分比，为25%。
2.2 如何实现PWM信号输出
- 通过芯片内部模块输出，一般观察手册或者芯片IO口都会标明这个是否是PWM口
如下图增强51，STC15w的
- 如果没有集成PWM功能，可以通过IO口软件模拟，相对硬件PWM来说精准度略差 ，怎么模拟；
搞个50HZ频率的pwm；
2.3 控制舵机
1. 什么是舵机
如下图所示，最便宜的舵机sg90，常用三根或者四根接线，黄色为PWM信号控制
用处：垃圾桶项目开盖用、智能小车的全比例转向、摄像头云台、机械臂等
常见的有0-90°、0-180°、0-360°
2. 怎么控制舵机
向黄色信号线"灌入"PWM信号。
PWM波的频率不能太高，大约50HZ，即周期=1/频率=1/50=0.02s，20ms左右
数据：
0.5ms-------------0度； 2.5% 对应函数中占空比为250
1.0ms------------45度； 5.0% 对应函数中占空比为500
1.5ms------------90度； 7.5% 对应函数中占空比为750
2.0ms-----------135度； 10.0% 对应函数中占空比为1000
2.5ms-----------180度； 12.5% 对应函数中占空比为1250
定时器需要定时20ms, 关心的单位0.5ms, 40个的0.5ms,初值0.5m cnt++
1s = 10ms * 100
20ms = 0.5ms * 40 \
- 编程实现
#include "reg52.h"
sbit sg90_con = P1^1; // 定义一个名为 sg90_con 的引脚，与 P1 端口的第 1 位连接
int jiaodu ; // 定义一个整数变量 jiaodu，用于表示角度
int cnt = 0; // 定义一个计数器变量 cnt，用于统计定时器溢出次数
// 延时 2000 毫秒函数
void Delay2000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 15;
j = 2;
k = 235;
do
{
do
{
while (--k); // 内层循环，k 减到 0
} while (--j); // 中层循环，j 减到 0
} while (--i); // 外层循环，i 减到 0
}
// 定时器0初始化函数
void Time0Init()
{
//1. 配置定时器0工作模式为16位计时
TMOD = 0x01;
//2. 设置初值，定时10ms
TL0=0x33;
TH0=0xFE;
//3. 开始计时
TR0 = 1;
TF0 = 0;
//4. 打开定时器0中断
ET0 = 1;
//5. 打开总中断EA
EA = 1;
}
// 延时 300 毫秒函数
void Delay300ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 3;
j = 26;
k = 223;
do
{
do
{
while (--k); // 内层循环，k 减到 0
} while (--j); // 中层循环，j 减到 0
} while (--i); // 外层循环，i 减到 0
}
void main()
{
Delay300ms(); // 让硬件稳定一下
Time0Init(); // 初始化定时器
jiaodu = 1; // 初始角度是 0 度，高电平时间为 0.5ms
cnt = 0;
sg90_con = 1; // 一开始从高电平开始
// 每隔两秒切换一次角度
while(1){
jiaodu = 3; // 90度，高电平时间为 1.5ms
cnt = 0;
Delay2000ms();
jiaodu = 1; // 0度，高电平时间为 0.5ms
cnt = 0;
Delay2000ms();
}
}
// 定时器0中断处理函数
void Time0Handler() interrupt 1
{
cnt++; // 统计溢出次数
// 重新设置定时器初值
TL0=0x33;
TH0=0xFE;
// 控制PWM波
if(cnt < jiaodu){
sg90_con = 1; // 设置高电平
}else{
sg90_con = 0; // 设置低电平
}
if(cnt == 40){ // 溢出40次，经过20ms
cnt = 0; // 重新开始计数
sg90_con = 1; // 开始新的PWM周期，从高电平开始
}
}
详细解释
- 头文件和变量定义：
-
#include "reg52.h"：包含51单片机的头文件。sbit sg90_con = P1^1;：定义舵机控制引脚，连接到P1.1。int jiaodu;和int cnt = 0;：用于控制舵机角度和计数器的变量。
- 延时函数：
-
Delay2000ms()和Delay300ms()：这两个函数通过嵌套的空循环实现延时，用于产生约2000毫秒和300毫秒的延时。
- 定时器初始化函数：
-
Time0Init()：配置定时器0为16位计时模式，设置初始值，启动定时器，并开启定时器中断和全局中断。
- 主函数：
-
main()：主函数初始化定时器，并在一个无限循环中每隔2秒切换舵机的角度。jiaodu设置为1表示0度，设置为3表示90度。
- 定时器中断处理函数：
-
Time0Handler()：定时器0溢出时调用此函数。每次溢出时计数器cnt增加，设置新的初始值，并根据cnt和jiaodu控制舵机信号引脚sg90_con的高低电平，从而产生PWM波。
工作原理
- PWM信号生成：
-
- 中断处理函数通过计数器
cnt控制sg90_con的高低电平时间，从而生成PWM信号。每个PWM周期为20ms，其中高电平时间由jiaodu控制。
- 中断处理函数通过计数器
- 舵机控制：
-
- 主函数通过设置
jiaodu控制舵机角度，每隔2秒改变一次角度。通过Delay2000ms()函数实现延时。
- 主函数通过设置
- 中断处理：
-
- 每次定时器0溢出时，进入中断处理函数。计数器
cnt增加，并根据cnt的值控制PWM波的高低电平。当cnt达到40次溢出时（相当于20ms），重置cnt并开始新的PWM周期。
- 每次定时器0溢出时，进入中断处理函数。计数器
主函数和中断一起执行 ，如果cnt 大于角度的时候，是低电压，中断函数cnt继续加加，直到加到等于40的时候，这个周期结束，进入下一个周期，
三、 超声波测距
3.1 简介
型号：HC-SR04
接线参考：模块除了两个电源引脚外，还有TRIG，ECHO引脚，这两个引脚分别接我们开发板的P1.5和
P1.6端口
超声波测距模块是用来测量距离的一种产品，通过发送和收超声波，利用时间差和声音传播速度， 计算出模块到前方障碍物的距离。
- 怎么让它发送波
Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
- 怎么知道它开始发了
Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
- 怎么知道接收了返回波
Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了
- 怎么算时间
Echo引脚维持高电平的时间！
波发出去的那一下，开始启动定时器
波回来的拿一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间
- 怎么算距离
距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2
3.2 超声波的时序图
3.3 超声波测距代码实现
#include "reg52.h"
//距离小于10cm ，D5 亮，6灭，反之想反
sbit D5 = P3^7;//根据原理图（电路图），设备变量led1指向P3组IO口的第7口
sbit D6 = P3^6;//根据原理图（电路图），设备变量led2指向P3组IO口的第6口
sbit Trig = P1^5; // 发送声波
sbit Echo = P1^6; // 接收声波
void Delay10us() //@11.0592MHz //声波的持续时间 10微妙
{
unsigned char i;
i = 2;
while (--i);
}
/*
十进制2左移1位，变成20。相当于乘以10
二禁止1左移1位，变成10（2）。相当于乘以2，左移8位，乘以2的8次方=256；*/
void startHC() //Trig 输出10ms的高电平 启动发波
{
Trig = 0; //发声波 低电压
Trig = 1; //发声波 高电压 维持10秒
Delay10us();
Trig = 0; //发声波 低电压
}//设置定时器0工作模式1，初始值设定0开始数数，不着急启动定时器
void Time0Init() //不用关心初值 定时器
{
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01; //设置定时器模式
TH0 = 0; //16进制计时
TL0 = 0;
// 设置定时器-0工作模块1.初值为0，不着急启动定时器、
}
double get_distance()
{
double time;
//定时器数据清零，以便下一次测距
TH1 = 0;
TL1 = 0;
startHC(); //调用超声波函数，启动发波；
while(Echo == 0); // 当接收端由低电压转换至高电压时，循环结束 表示声波发出
// 启动定时器
TR0 = 1; // 开始计时
// 3、Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了
// 停止计时
while(Echo == 1); // 当接收端由高电压转换至低电压时，循环结束，表示声波返回
TR0 = 0; // 停止计时
//4. 计算出中间经过多少时间 （公式）
time = (TH0 * 256 + TL0)*1.085;//us为单位
//5. 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2
dis = time * 0.017;
double dis; //返回一个数值
}
void openStatusLight() // 开启状态灯
{
D5 = 0;
D6 = 1;
}
void closeStatusLight() // 关闭状态灯
{
D5 = 1;
D6 = 0;
}
void main()
{
double dis; // 距离
Time0Init(); //初始化定时器
while(1){
dis = get_distance(); // 计算距离
// 判断距离是否小于10cm
if(dis < 10){ // 如果小于10cm
openStatusLight(); // 调用开启函数
}else{ // 否则。其他情况
closeStatusLight(); // 调用关闭函数
}
}
}
四、本节项目感应开关盖垃圾桶
4.1 项目概述
- 功能描述
-
-
- 检测靠近时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖
- 发生震动时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖
- 按下按键时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖
-
- 硬件说明
-
-
- SG90舵机，超声波模块，震动传感器，蜂鸣器
-
- 接线说明
舵机控制口 P1.1；超声波Trig接 P1.5 ,Echo接 P1.6 ；蜂鸣器接 P2.0 口; 震动传感器接 P3.2`口(外部 中断0)
4.2 编程实现
- 开发步骤：
- 舵机和超声波代码整合
-
- 舵机用定时器0
- 超声波用定时器1
- 实现物体靠近后，自动开盖，2秒后关盖
-
查询的方式添加按键控制
-
查询的方式添加震动控制
-
使用外部中断0配合震动控制
代码：
#include "reg52.h"
sbit sg90_con = P1^1;
sbit D5 = P3^7;//根据原理图（电路图），设备变量led1指向P3组IO口的第7口
sbit D6 = P3^6;//根据原理图（电路图），设备变量led2指向P3组IO口的第6口
sbit Trig = P1^5;
sbit Echo = P1^6;
int jiaodu ; // 舵机的角度
int cnt = 0; //爆表的累计次数
void Delay2000ms() //@11.0592MHz // 延迟2秒
{
unsigned char i, j, k;
i = 15;
j = 2;
k = 235;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void Delay10us() //@11.0592MHz
{
unsigned char i;
i = 2;
while (--i);
}
void startHC() //Trig 输出10ms的高电平 启动发波
{
Trig = 0;
Trig = 1;
Delay10us();
Trig = 0;
}
void Time0Init1() // 初始化定时器0，用于舵机控制
{
//1. 配置定时器0工作模式位16位计时
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01;
//2. 给初值，定一个10ms出来
TL0=0x33;
TH0=0xFE;
//3. 开始计时
TR0 = 1;
TF0 = 0;
//4. 打开定时器0中断
ET0 = 1;
//5. 打开总中断EA
EA = 1;
}
void Time0Init2() // 初始化定时器1，用于超声波控制
{
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x10; //设置定时器模式
TH1 = 0;
TL1 = 0;
// 设置定时器-0工作模块1.初值为0，不着急启动定时器、
}
void Delay300ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 3;
j = 26;
k = 223;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void initSG90_0()
{
jiaodu = 1; //初始角度是0度，0.5ms,溢出1就是0.5，高电平
cnt = 0;
sg90_con = 1; //一开始从高电平开始
}
double get_distance()
{
double time;
double dis;
//定时器数据清零，以便下一次测距
TH1 = 0;
TL1 = 0;
//1. Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
startHC();
// 2、Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
// 波发出去的那一下，开始启动定时器
while(Echo == 0);
// 启动定时器
TR1 = 1;
// 3、Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了
// 停止计时
while(Echo == 1);
TR1 = 0;
//4. 计算出中间经过多少时间
time = (TH1 * 256 + TL1)*1.085;//us为单位
//5. 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2
dis = time * 0.017;
return dis;
}
void openStatusLight() {
D5 = 0; // 点亮D5
D6 = 1; // 熄灭D6
}
void closeStatusLight() {
D5 = 1; // 熄灭D5
D6 = 0; // 点亮D6
}
void openlajitong() {
jiaodu = 3; // 90度，1.5ms高电平
cnt = 0;
Delay2000ms();
}
void closelajitong() {
jiaodu = 1; // 0度，0.5ms高电平
cnt = 0;
Delay2000ms();
}
void main()
{
double dis;
Delay300ms(); // 让硬件稳定一下
Time0Init1(); // 初始化定时器1
Time0Init2(); // 初始化定时器2
initSG90_0(); // 初始化舵机的角度
// 每隔两秒切换一次角度
while(1){
dis = get_distance(); // 计算距离
if(dis < 10){ // 判断距离
// 如果距离小于10 调用开启函数
openStatusLight(); //
openlajitong();
}else{ // 如果距离大于10 调用关闭函数
closeStatusLight();
closelajitong();
}
}
}
void Time0Handler() interrupt 1 // 定时器中断
{
cnt++; //统计爆表的次数，cnt = 1的时候，报表了1
//重新给初值
TL0=0x33;
TH0=0xFE;
// 控制PWM波
if(cnt < jiaodu){
sg90_con = 1 ;
}else{
sg90_con = 0 ;
}
if(cnt == 40){//爆表40次，经过了20ms
cnt = 0; //当100次表示1s，重新让cnt从0开始，计算下一次的1s
sg90_con = 1 ;
}
}
- 测距开关盖添加按键开盖功能
-
- 51单片机KY1 按键
- 遥控发送接收433M
-
-
- https://wenku.baidu.com/view/8fe8f444bed5b9f3f80f1c33.html
- 默认低电平，按键之后是高电平。
- 遥控控制开关
#include "reg52.h"
// 定义各个IO口
sbit D5 = P3^7; // LED D5连接到P3.7口
sbit D6 = P3^6; // LED D6连接到P3.6口
sbit SW1 = P2^1; // 开关 SW1连接到P2.1口
sbit Trig = P1^5; // 超声波传感器Trig引脚连接到P1.5口
sbit Echo = P1^6; // 超声波传感器Echo引脚连接到P1.6口
sbit sg90_con = P1^1; // SG90舵机控制引脚连接到P1.1口
sbit D0_ON = P1^2; // LED D0_ON连接到P1.2口
sbit D1_OFF = P1^3; // LED D1_OFF连接到P1.3口int jiaodu ; // 舵机的角度
int cnt = 0; //爆表的累计次数void Delay2000ms() //@11.0592MHz // 延迟2秒
{
unsigned char i, j, k;i = 15; j = 2; k = 235; do { do { while (--k); } while (--j); } while (--i);}
void Delay10us() //@11.0592MHz
{
unsigned char i;i = 2; while (--i);}
void startHC() //Trig 输出10ms的高电平 启动发波
{
Trig = 0;
Trig = 1;
Delay10us();Trig = 0; }void Time0Init1() // 初始化定时器0，用于舵机控制
{
//1. 配置定时器0工作模式位16位计时
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01;
//2. 给初值，定一个10ms出来
TL0=0x33;
TH0=0xFE;
//3. 开始计时
TR0 = 1;
TF0 = 0;
//4. 打开定时器0中断
ET0 = 1;
//5. 打开总中断EA
EA = 1;
}
void Time0Init2() // 初始化定时器1，用于超声波控制
{
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x10; //设置定时器模式TH1 = 0; TL1 = 0; // 设置定时器-0工作模块1.初值为0，不着急启动定时器、}
void Delay300ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 3;
j = 26;
k = 223;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void initSG90_0()
{
jiaodu = 1; //初始角度是0度，0.5ms,溢出1就是0.5，高电平
cnt = 0;
sg90_con = 1; //一开始从高电平开始
}
double get_distance()
{
double time;
double dis;
//定时器数据清零，以便下一次测距
TH1 = 0;
TL1 = 0;
//1. Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
startHC();// 2、Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波 // 波发出去的那一下，开始启动定时器 while(Echo == 0); // 启动定时器 TR1 = 1; // 3、Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了 // 停止计时 while(Echo == 1); TR1 = 0; //4. 计算出中间经过多少时间 time = (TH1 * 256 + TL1)*1.085;//us为单位 //5. 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2 dis = time * 0.017; return dis;}
void openStatusLight() {
D5 = 0; // 点亮D5
D6 = 1; // 熄灭D6
}
void closeStatusLight() {
D5 = 1; // 熄灭D5
D6 = 0; // 点亮D6
}
void openlajitong() {
jiaodu = 3; // 90度，1.5ms高电平
cnt = 0;
Delay2000ms();
}
void closelajitong() {
jiaodu = 1; // 0度，0.5ms高电平
cnt = 0;
Delay2000ms();
}
void main()
{
double dis;
Delay300ms(); // 让硬件稳定一下
Time0Init1(); // 初始化定时器1
Time0Init2(); // 初始化定时器2
initSG90_0(); // 初始化舵机的角度// 每隔两秒切换一次角度 while(1){ dis = get_distance(); // 计算距离 if(dis < 10 || SW1 == 0 || D0_ON == 1){ openStatusLight(); openDusbin(); }else if (D1_OFF == 1){ //关盖，灯状态，D5灭 closeStatusLight(); closeDusbin(); }else{ closeStatusLight(); closeDusbin(); } }}
void Time0Handler() interrupt 1 // 定时器中断
{
cnt++; //统计爆表的次数，cnt = 1的时候，报表了1
//重新给初值
TL0=0x33;
TH0=0xFE;// 控制PWM波 if(cnt < jiaodu){ sg90_con = 1 ; }else{ sg90_con = 0 ; } if(cnt == 40){//爆表40次，经过了20ms cnt = 0; //当100次表示1s，重新让cnt从0开始，计算下一次的1s sg90_con = 1 ; }}
-
-
测距开关盖添加振动传感器开盖功能
#include "reg52.h"
// 定义各个IO口
sbit D5 = P3^7; // LED D5连接到P3.7口
sbit D6 = P3^6; // LED D6连接到P3.6口
sbit SW1 = P2^1; // 开关 SW1连接到P2.1口
sbit Trig = P1^5; // 超声波传感器Trig引脚连接到P1.5口
sbit Echo = P1^6; // 超声波传感器Echo引脚连接到P1.6口
sbit sg90_con = P1^1; // SG90舵机控制引脚连接到P1.1口
sbit D0_ON = P1^2; // LED D0_ON连接到P1.2口
sbit D1_OFF = P1^3; // LED D1_OFF连接到P1.3口
sbit vibrate = P3^2; // 振动传感器连接到P3.2口
sbit beep = P2^0;char jiaodu; // 舵机的角度变量
char jd_bak;
char cnt = 0;// 定时器溢出次数累计变量
char mark_vibrate = 0;// 延迟2秒
void Delay2000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 15;
j = 2;
k = 235;
do {
do {
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}// 延迟10微秒
void Delay10us() //@11.0592MHz
{
unsigned char i;
i = 2;
while (--i);
}// Trig输出10微秒的高电平以启动超声波传感器
void startHC()
{
Trig = 0;
Trig = 1;
Delay10us();
Trig = 0;
}// 初始化定时器0，用于舵机控制
void Time0Init1()
{
TMOD &= 0xF0; // 设置定时器模式
TMOD |= 0x01; // 配置定时器0工作模式为16位计数
TL0 = 0x33; // 定时器初值
TH0 = 0xFE; // 定时器初值
TR0 = 1; // 开始计时
TF0 = 0; // 清除定时器溢出标志
ET0 = 1; // 打开定时器0中断
EA = 1; // 打开总中断
}// 初始化定时器1，用于超声波控制
void Time0Init2()
{
TMOD &= 0x0F; // 设置定时器模式
TMOD |= 0x10; // 配置定时器1工作模式为16位计数
TH1 = 0; // 定时器1初值
TL1 = 0; // 定时器1初值
}// 延迟300毫秒
void Delay300ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 3;
j = 26;
k = 223;
do {
do {
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}// 初始化舵机角度为0度（0.5ms高电平）
void initSG90_0()
{
jiaodu = 1; // 初始角度是0度
cnt = 0;
sg90_con = 1; // 一开始从高电平开始
}// 获取距离
double get_distance()
{
double time;
double dis;
TH1 = 0; // 定时器1数据清零
TL1 = 0;
startHC(); // 启动超声波传感器
while(Echo == 0); // 等待Echo信号变高
TR1 = 1; // 启动定时器1
while(Echo == 1); // 等待Echo信号变低
TR1 = 0; // 停止定时器1
time = (TH1 * 256 + TL1) * 1.085; // 计算时间，单位为微秒
dis = time * 0.017; // 计算距离，单位为厘米
return dis;
}// 打开状态灯
void openStatusLight() {
D5 = 0; // 点亮D5
D6 = 1; // 熄灭D6
}// 关闭状态灯
void closeStatusLight() {
D5 = 1; // 熄灭D5
D6 = 0; // 点亮D6
}// 打开垃圾桶
void openlajitong() {
char n;
jiaodu = 3; //90度 1.5ms高电平
//舵机开盖
if(jd_bak != jiaodu){
cnt = 0;
beep = 0;
for(n=0;n<2;n++)
Delay150ms();
beep = 1;
Delay2000ms();
}jd_bak = jiaodu;}
// 关闭垃圾桶
void closelajitong() {
char n;
//关盖
for(n=0;n<2;n++)
Delay150ms();
jd = 1; //0度
jd_bak = jd;
cnt = 0;
Delay150ms();
}
void EX0_Init()
{
//打开外部中断
EX0 = 1;
//低电平触发
IT0 = 0;
}
// 主函数
void main()
{
double dis;
Delay300ms(); // 让硬件稳定一下
Time0Init1(); // 初始化定时器0
Time0Init2(); // 初始化定时器1
EX0_Init();
initSG90_0(); // 初始化舵机角度while(1) { dis = get_distance(); // 获取距离 if(dis < 10 || SW1 == 0 || D0_ON == 1 || mark_vibrate == 1 ) { // 距离小于10cm或SW1按下或D0_ON为高电平 openStatusLight(); openlajitong(); } else if (D1_OFF == 1) { // D1_OFF为高电平 closeStatusLight(); closelajitong(); } else { // 其他情况 closeStatusLight(); closelajitong(); } }}
// 定时器中断处理函数
void Time0Handler() interrupt 1
{
cnt++; // 累计定时器溢出次数
TL0 = 0x33; // 重新设置定时器初值
TH0 = 0xFE;
if(cnt < jiaodu) {
sg90_con = 1; // 输出高电平
} else {
sg90_con = 0; // 输出低电平
}
if(cnt == 40) { // 溢出40次，经过20ms
cnt = 0; // 重置计数
sg90_con = 1;
}}
void Ex0_Handler() interrupt 0 // 振动传感器输出低电平 中断
{
mark_vibrate = 1;
}