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:
- /*-----------------------------------------------
- 名稱：HC-SR04內源碼
- 版本：v1.1
- 編寫：XiaoKai
- 環境：MDK51 Pro V9.50a
- 日期：2017.2.23
- 修改：無
- 內容：超聲波測距模塊源碼
- ------------------------------------------------*/
- #include "main.h"
- bit TRRIG = FALSE; //標志是否接收到觸發信號：FALSE（否）、TRUE（是）
- /*------------------------------------------------
- 主函數
- ------------------------------------------------*/
- void main (void)
- {
- Clock_Init(); //系統時鐘初始化
- GPIO_Init(); //GPIO 口初始化
- Timer0_Init(); //Timer0 初始化，負責測量回波信號頻率
- Timer2_Init(); //Timer2 初始化，負責測量觸發脈沖寬度
- Exint3_Init(); //INT3 初始化，負責檢測回波信號
-
- DelayMs(10); //延時等待完成
-
- while (1) //主循環
- {
- //---------------監測觸發信號-------------
- TRIGGER();
- //--------------監測到觸發信號------------
- if(TRRIG)
- {
- //------------P3.0 設置為推挽輸出----------
- P3M0 |= (1 << 0); //P3.0 設置為推挽輸出
- P3M1 &= ~(1 << 0);
- //-----------------拉低 SIG----------------
- SIG = LOW; //SIG 由輸入模式變為輸出模式后默認輸出高
- //-----------發送 8 個 40KHz 信號----------
- EIGHT(); //發送脈沖后應該立即拉高SIG，這樣測量更加精準？？？
- //-----------------拉高 SIG----------------
- SIG = HIGH; //發送完 8 個 40KHz 后，拉高 SIG 表示測量開始
- //----------開啟Timer0及接收INT3-----------
- INT_CLKO |= (1<<5); //接收INT3
- //--------------等待 SIG 被拉低------------
- while(SIG) //SIG 在 exint3.c 中被檢測
- {
- //--------------比較電壓輸出高-----------
- PWM = HIGH; //P34輸出比較電壓，允許信號通過
- }
- }
- //-----------------拒收INT3----------------
- INT_CLKO &= ~(1<<5); //拒收INT3
- //----------------關閉Timer2---------------
- TR0=0; //關閉Timer0
- //---------------比較電壓輸出低------------
- PWM = LOW;//不允許信號通過
- //----------表示沒有接收到觸發信號---------
- TRRIG = FALSE;
- }
- }
所有資料51hei提供下載:
HC-SR04-V1.2.zip
(4.27 MB, 下載次數: 192)
2018-7-17 11:27 上傳
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