蓝桥杯----超声波

（一）、超声波

1、原理（图一）

发送信号阶段：单片机通过翻转发送的引脚P1^0，发送8个40MHZ的方波，此时开始计时。

等待接收信号：通过单片机的接收引脚P1^1检测，未接收到信号时，引脚处于高电平1；接收到信号时，引脚处于低电平0，此时停止计时。如果距离过远的话，定时器会超出计时的范围，数据溢出，成为一个无效的数据。

计算距离：我们通过计算发送与接收之间的时间间隔，再利用数学公式Distance=v * t/2 (v代表声速340m/s ,v*t代表来回的距离，除2后就是要测量的距离),注意此时我们的单位是cm，而且测量的t单位为us,所以还需Distance还需 *103*10-6，换算成最终公式Distance = 0.017 * t (单位cm)

图一 单片机超声波原理

2、代码解读

图二 前置工作:开始需要引用头文件，_nop()函数需要定义INTRINS.h,要生成40MHZ方波,通过计算可知周期为25us。注意此时i = 33可以进行少许修改33-37都可以试试，哪个数据更加稳定就用哪个。

图二 超声波代码解读（前置阶段）

图三 初始化工作:产生8个40MHZ方波，方波占空比为50%,占空比是高电平在一个周期中所占时间比，因此可以先拉高引脚，12us后再拉低引脚。stc-isp无法生成12.5us精度的延时，所以可以通过现象试一试12us、13us哪一个更适合。

图三 超声波代码解读（初始化阶段）

图四做完准备工作后，就可以开始写测距的函数啦，这里我们用PCA计数器来计时。51单片机本身计时器比较少，定时器0需要用于显示功能扫描，定时器可能用于NE555频率获取，定时器2一般用于串口，当然，超声波也可以用定时器1。CMOD=0x00就是初始化PCA计数器，CL = CH = 0就是让它高八位与低八位为0。

图四 超声波代码解读（测距阶段）

附参考底层代码

cs 复制代码

#include <STC15F2K60S2.H>
#include <INTRINS.h>

sbit Tx = P1^0;
sbit Rx = P1^1;


void Delay12us(void)	//@12.000MHz
{
	unsigned char data i;

	_nop_();
	_nop_();
	i = 36;    //注意根据获取数据稳定性作修改
	while (--i);
}

void Ultra_Init(void)  //发送8个40HZ方波
{
	unsigned char i;
	EA = 0;   
	for(i = 0;i<8;i++)
	{
	Tx = 1;
	Delay12us();
	Tx = 0;
	Delay12us();
	}
	EA = 1;
}

unsigned char Ultra_Distance(void)
{
	unsigned int Time;   //注意为int类型数据
	CMOD = 0x00;         //启动外部定时器
	CH = CL = 0;         //清空高八位与低八位
	
	Ultra_Init();
	CR = 1;   //初始化发送后开始计时
	while((Rx == 1) && (CF == 0)); //等待返回波或者距离太远跳出循环
	CR = 0;   //停止计时
	
	if(CF == 0)  //计时变量没有超限
	{
	Time = (CH<<8)|CL;
	return Time*0.017;  //正常返回数据
	}
	else         //计时变量超限
	{
		CF = 0;  //手动拉低标志位重新开始计时
		return 0;
	}
}