單片機(jī)紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn)詳解附程序源碼

ID:418816 · 發(fā)表于 2018-10-31 22:26

實(shí)驗(yàn)2 紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn)-V20160908

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

學(xué)習(xí)紅外對(duì)射傳感器工作原理；

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件：紅外對(duì)射傳感器節(jié)點(diǎn)，串口線；

軟件：Keil u Vision4編譯軟件，STC下載軟件STC_ISP；

芯片手冊(cè)：配套光盤(pán)\附件\芯片手冊(cè)\紅外對(duì)射傳感器；

電路原理圖路徑：配套光盤(pán)\附件\電路原理圖；

源碼路徑：配套光盤(pán)\源代碼\傳感器原理與應(yīng)用\實(shí)驗(yàn)2 紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn)-V20161122；

hex文件路徑：配套光盤(pán)\源代碼\傳感器原理與應(yīng)用\實(shí)驗(yàn)2 紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn)-V20161122\out；

3.實(shí)驗(yàn)原理

3.1 紅外對(duì)射傳感器介紹

紅外對(duì)射傳感器使用的是槽型紅外光電開(kāi)關(guān)。紅外光電傳感器是捕捉紅外線這種不可見(jiàn)光，采用專用的紅外發(fā)射管和接收管，轉(zhuǎn)換為可以觀測(cè)的電信號(hào)。紅外光電傳感器有效地防止周?chē)梢?jiàn)光的干擾，進(jìn)行無(wú)接觸探測(cè)，不損傷被測(cè)物體。紅外光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。

紅外對(duì)射傳感器的外型如圖3.1所示。槽型紅外光電開(kāi)關(guān)把一個(gè)紅外光發(fā)射器和一個(gè)紅外光接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)。發(fā)光器能發(fā)出紅外光，在無(wú)阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過(guò)時(shí)，光被遮擋，光電開(kāi)關(guān)便動(dòng)作，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。

圖3.1 紅外對(duì)射傳感器

3.2 光敏傳感器的電路圖
紅外對(duì)射傳感器電路如圖3.2，U1的1,2腳為紅外發(fā)射端，3,4腳為接收端，當(dāng)凹槽中有物體擋住紅外線時(shí)，3,4腳之間截止，1IN+為高電平，D4輸出高電平；當(dāng)凹槽中沒(méi)有物體擋住紅外線時(shí)，3,4腳之間導(dǎo)通，1IN+為低電平，D4輸出低電平。
圖3.2  紅外對(duì)射傳感器電路
4.實(shí)驗(yàn)步驟
4.1 編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)源代碼文件
4.1.1 取紅外對(duì)射傳感器節(jié)點(diǎn)，打開(kāi)Keil集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，打開(kāi)配套光盤(pán)\源代碼\傳感器原理與應(yīng)用\實(shí)驗(yàn)2 紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn)-V20161122的工程文件。
4.1.2點(diǎn)擊左上角的Rebuild按鍵，編譯整個(gè)工程，將生成hongwaiduishe.hex可執(zhí)行文件，該可執(zhí)行文件自動(dòng)保存在配套光盤(pán)\源代碼\傳感器原理與應(yīng)用\實(shí)驗(yàn)2 紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn)-V20161122\out目錄下。(注意：請(qǐng)根據(jù)該目錄下 hongwaiduishe.hex 文件的生成時(shí)間，判斷該文件是否是自己剛剛編譯完成的。)
4.1.3 使用串口線將電腦與紅外對(duì)射傳感器節(jié)點(diǎn)的串口相連，將紅外對(duì)射傳感器節(jié)點(diǎn)上的S1開(kāi)關(guān)撥打到左邊，讓STC單片機(jī)和DB9相連。
4.1.4 根據(jù) 配套光盤(pán)\第三方應(yīng)用軟件\STC_ISP的STC-ISP軟件使用說(shuō)明書(shū)-甄鵬-V20160423，使用STC-ISP軟件將4.1.2步中生成的可執(zhí)行hongwaiduishe.hex文件通過(guò)STC_ISP串口下載軟件下載進(jìn)STC單片機(jī)中。
4.2  實(shí)驗(yàn)源代碼解析

#include <STC12C5A60S2.h>

#define                         BUF_LENTH             128                         //定義串口接收緩沖長(zhǎng)度

#define    uint unsigned int

#define    uchar unsigned char

unsigned char             uart1_wr;                         //寫(xiě)指針

unsigned char             uart1_rd;                         //讀指針

unsigned char             xdata RX0_Buffer[BUF_LENTH];             //接收緩沖

unsigned char flag;

unsigned char i;

unsigned char xdata mbus_buffer[255];

unsigned char xdata mbus_Sendbuf[255];

unsigned char xdata Crc_buf[2];  //聲明存儲(chǔ)CRC校驗(yàn)值的高8位及低8位的緩存

unsigned int  Crc_return_data;  //聲明CRC校驗(yàn)值

bit                         B_TI; //發(fā)送完成標(biāo)志

sbit  P1_0 = P1^0;//定義P1.0端口

//                                                                                                             7    6    5    4       3    2 1 0 Reset Value

//sfr ADC_CONTR = 0xBC;                         ADC_POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0 0000,0000             //AD 轉(zhuǎn)換控制寄存器

#define ADC_OFF()             ADC_CONTR = 0

#define ADC_ON                         (1 << 7)

#define ADC_90T                         (3 << 5)

#define ADC_180T             (2 << 5)

#define ADC_360T             (1 << 5)

#define ADC_540T             0

#define ADC_FLAG             (1 << 4)             //軟件清0

#define ADC_START             (1 << 3)             //自動(dòng)清0

#define ADC_CH0                         0

#define ADC_CH1                         1

#define ADC_CH2                         2

#define ADC_CH3                         3

#define ADC_CH4                         4

#define ADC_CH5                         5

#define ADC_CH6                         6

#define ADC_CH7                         7

uint adc10_start(uchar channel);

void             uart1_init(void);

void Uart1_TxByte(unsigned char dat);

void Uart1_String(unsigned char code *puts);

void delay_ms(unsigned char ms);

unsigned int cal_crc(unsigned char *snd, unsigned char num);

/*************** 用戶定義參數(shù) *****************************/

#define MAIN_Fosc                         11059200UL

#define Baudrate0                         9600UL



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

/************** 編譯器自動(dòng)生成，用戶請(qǐng)勿修改 *****************************/

#define BRT_Reload                                        (256 - MAIN_Fosc / 16 / Baudrate0)                         //Calculate the timer1 reload value ar 1T mode

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

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

//函數(shù)名：main(void)

//輸入  ：無(wú)

//輸出  ：無(wú)

//功能描述：檢測(cè)紅外對(duì)射傳感器中間有無(wú)物體，用AD量表示，當(dāng)返回值大于

//500判定有物體

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

void             main(void)

{

            uint             j;

            uart1_init();//初始化串口

            P1ASF = (1 << ADC_CH0);             //STC12C5A16S2系列模擬輸入(AD)選擇ADC1(P1.0)

            ADC_CONTR = ADC_360T | ADC_ON;

            while(1)

            {

                                          j = adc10_start(0);             //(P1.0)ADC1轉(zhuǎn)換

                                       delay_ms(5);

            if(flag==1)

                                       {                         delay_ms(5);



                                                                  if(RX0_Buffer[0x03] == 0x2C)

                                                                  {



                                                                                                   mbus_Sendbuf[3] = 0x00;

                                                                                                   mbus_Sendbuf[4] = 0x00;

                                                                                                   if(j>500)

                                                                                                   mbus_Sendbuf[4] = 0x01;

                                                                                                   mbus_Sendbuf[2] = (((RX0_Buffer[0x04] * 16) + RX0_Buffer[0x05]) * 2);

                                                                                                   mbus_Sendbuf[0] = RX0_Buffer[0];

                                                                                                   mbus_Sendbuf[1] = 0x03;





                                                                                                   Crc_return_data=cal_crc(mbus_Sendbuf, 5);  //取得將要發(fā)送數(shù)據(jù)的CRC值

                                                                              Crc_buf[0]=((Crc_return_data >> 8)&0xff);  //取得CRC值的高8位

                                                                              Crc_buf[1]=(Crc_return_data & 0xff); //取得CRC值的低8位

                                                                                                   mbus_Sendbuf[5]=Crc_buf[1];  //CRC值低8位賦值給將要發(fā)送的數(shù)據(jù)的倒數(shù)第二個(gè)字節(jié)

                                                                                                   mbus_Sendbuf[6]=Crc_buf[0];  //CRC值高8位賦值給將要發(fā)送的數(shù)據(jù)的最后一個(gè)

                                                                                          for(i = 0; i < 7; i++)

                                                                                             {

                                                                                                                     Uart1_TxByte(mbus_Sendbuf[i]);

                                                                                             }

                                                                                                            flag=0;

                                                                                                uart1_wr=0;

                                                                  }

                                          }

            }

}

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

//函數(shù)名：adc10_start(uchar channel)

//輸入  ：ADC轉(zhuǎn)換的通道

//輸出  ：ADC值

//功能描述：ADC轉(zhuǎn)換

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

uint             adc10_start(uchar channel)             //channel = 0~7

{

            uint             adc;

            uchar             i;

            ADC_RES = 0;

            ADC_RESL = 0;

            ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xe0) | ADC_START | channel;

            i = 250;

            do{

                        if(ADC_CONTR & ADC_FLAG)

                        {

                                       ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;

                                       adc = (uint)ADC_RES;

                                       adc = (adc << 2) | (ADC_RESL & 3);

                                       return             adc;

                        }

            }while(--i);

            return             1024;

}

/*****************************CRC校驗(yàn)計(jì)算函數(shù)********************************/

unsigned int cal_crc(unsigned char *snd, unsigned char num)

{

unsigned char i, j;

unsigned int c,crc=0xFFFF;

for(i = 0; i < num; i ++)

{

   c = snd[i] & 0x00FF;

   crc ^= c;

   for(j = 0;j < 8; j ++)

   {

         if (crc & 0x0001)

         {

            crc>>=1;

            crc^=0xA001;

         }

         else crc>>=1;

   }

}

return(crc);

}

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

//函數(shù)名：uart1_init(void)

//輸入  ：無(wú)

//輸出  ：無(wú)

//功能描述：串口初始化函數(shù)，通信參數(shù)為9600 8 N 1

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

void             uart1_init(void)

{

            PCON |= 0x80;                         //UART0 Double Rate Enable

            SCON = 0x50;                         //UART0 set as 10bit , UART0 RX enable

            AUXR |=  0x01;                         //UART0 使用BRT

            AUXR |=  0x04;                         //BRT set as 1T mode

            BRT = BRT_Reload;

            AUXR |=  0x10;                         //start BRT

            ES  = 1;

            EA = 1;

}

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

//函數(shù)名：Uart1_TxByte(unsigned char dat)

//輸入  ：需要發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)

//輸出  ：無(wú)

//功能描述：從串口發(fā)送單字節(jié)數(shù)據(jù)

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

void Uart1_TxByte(unsigned char dat)

{

B_TI = 0;

            SBUF = dat;

            while(!B_TI);

            B_TI = 0;

}

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

//函數(shù)名：Uart1_String(unsigned char code *puts)

//輸入  ：字符串首地址

//輸出  ：無(wú)

//功能描述：從串口發(fā)送字符串

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

void Uart1_String(unsigned char code *puts)

{

for(; *puts != 0; puts++)

            {

      Uart1_TxByte(*puts);

            }

}

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

//函數(shù)名：UART1_RCV (void)

//輸入  ：無(wú)

//輸出  ：無(wú)

//功能描述：串口中斷接收函數(shù)

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

void UART1_RCV (void) interrupt 4

{

            if(RI)

            {

                        RI = 0;

                        RX0_Buffer[uart1_wr++] = SBUF;

                        //if(++uart0_wr >= BUF_LENTH)             uart0_wr = 0;

                        flag = 1;

            }

            if(TI)

            {

                        TI = 0;

                        B_TI = 1;

            }

}

void delay_ms(unsigned char ms)

{

unsigned int i;

            do{

               i = MAIN_Fosc /1400;

                        while(--i);

            }while(--ms);

}
復(fù)制代碼

4.3  實(shí)驗(yàn)運(yùn)行效果
節(jié)點(diǎn)S1開(kāi)關(guān)撥打到左邊讓STC單片機(jī)和DB9連接，打開(kāi)串口調(diào)試助手，進(jìn)入如圖4.1所示界面，在串口參數(shù)設(shè)置選擇正確的端口號(hào)以及9600-8-N-1串口配置，選擇16進(jìn)制發(fā)送，16進(jìn)制接收，把紅外對(duì)射傳感器狀態(tài)讀取指令02 03 00 2C 00 01 45 f0復(fù)制到發(fā)送區(qū)，打開(kāi)串口，點(diǎn)擊發(fā)送： 02 03 00 2C 00 01 45 f0
凹槽沒(méi)有物體時(shí)返回：02 03 02 00 00 FC 44
凹槽有物體時(shí)返回：02 03 02 00 01 3D 84
圖4.1 紅外對(duì)射傳感器的返回值

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實(shí)驗(yàn)2 紅外對(duì)射傳感器實(shí)驗(yàn)-V20161122.doc (285.5 KB, 下載次數(shù): 80)

2018-10-31 22:26 上傳
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