超聲波測距原理與實現
阿新 • • 發佈：2019-01-10
這是我在學校做的超聲波測距系統，那時候是我剛剛接觸半年的51，就想著弄點什麼小東西出來吧。起碼得做點什麼東西出來，所以自行設計了超聲波測距系統/倒車系統測距系統，也來分享一下給大家，本作品以STC12C5A60S2作為核心，以某寶上買的超聲波模組作為檢測模組，以oled螢幕作為顯示文字、數字、英文、等等、用有源蜂鳴器作為報警器，紅色直插LED順便作為提示，相容5——12V供電，引出io口，方便以後當做最小系統使用，方便相容多個其他模組，（自行腦補）。。。。帶復位，下載口，，正常工作時候oled顯示：“xxx超聲波測距，距離xxxCM”，蜂鳴器不響，綠色LED亮，紅色滅，當距離小於xxxCM時，蜂鳴器象棋警報，紅色LED亮起，綠色滅，大致就是這樣。系統為本人親自制作，單層板，上圖。還有pcb，原理圖等，程式碼等；程式碼有點亂，提供一部分看看。
這是我的第一個作品吧，之前搞了個4*4*4的光立方，沒有成功，只怪我當初太菜，還急躁了，不過現在做這個還是挺成功的，因為是超聲波，距離精確到cm吧，反正就是能測距就行，主要的問題就是oled顯示的問題，當時我怎麼弄都沒顯示的，但是改了一下，把顯示的函式封裝起來，然後呼叫，就突然好了，我也是奇怪。。。。也有運氣的成分在吧。。。。先解說下超聲波工作原理吧：
簡單來說就是微控制器控制超聲波發射模組發出一系列超聲波，遇到障礙物反彈回來，被超聲波接收模組接收到，然後計算這段時間（聲音在空氣中傳播的速度為340m/s），通過計算，得出距離，然後再oled上顯示出來，程式對距離數值產生判斷，小於5mm就觸發蜂鳴器響，紅色led閃爍。這就是基本的思路。
其實模組的外圍電路很簡單，都已經搭建好了，引出4個排針，連線到微控制器的vcc，io口，io口，gnd，用到2個io口，然後我們就可以模擬時序來使超聲波模組工作了；
我們知道採用 IO （Trig（控制端））觸發測距，給至少 10us 的高電平訊號;就是10us的TTL；我是直接讓他延時個10多us；
模組就會自動傳送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有訊號返回；操作簡單方便；假如有訊號返回，超聲波模組就會通過 IO（Echo（接收端）） 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．那麼測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2;那麼問題來了，怎麼真的時間是多少呢，這就是要我們用定時器來計時了； 
沒有超聲波回來的時候，（Echo（接收端）就是RX=0；就在等待，當有接收到超聲波的時候，就開始計時，TR0=1;；因為上文說了，超聲波模組就會通過 IO（Echo（接收端）） 輸出一高電平。（Echo（接收端）高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間．所以等待高電平的時間，就是定時器計時的時間。（while（RX））;//在等待然後關閉定時器，通過演算法就能計數了。
void Conut(void) { time=TH0*256+TL0; TH0=0; TL0=0; S=(time*1.7)/100; }
具體對資料做什麼要求請各位自行發揮。我就是簡單的顯示下資料就ok了：
qian=S%1000/100; bai=S%1000%100/10; shi=S%1000%100 %10;得出結果是cm；共有3位數字；比如006cm；然後就是如何顯示的問題了，因為我用的是庫函式，顯示字元要取模，我就不教大家了，可以百度一下取模的問題，而且我呼叫的是庫函式，就簡單看看我的程式碼吧；void display(){ WriteChinese16x16(0,0,"傑傑號超聲波測距");
PrintNum_8x16(2,60,qian); PrintNum_8x16(2,70,bai); PrintNum_8x16(2,80,shi);
WriteMixStrXx16(2,10,"距離"); WriteMixStrXx16(2,97,"CM");
bee=1; d1=0; d2=1;
if(S<5){ delay(5); if(S<5)//小於5cm，蜂鳴器響，紅燈亮。{ d1=1; bee=0; d2=0;}}這是在oled上顯示的。有比較多的庫函式，我也沒仔細研究，但是會呼叫就行了，因為用到的oled時候不是很多，花時間在這上面不值得，反正我會用，用不用管他的底層的東西。
需要程式碼的話找我拿就好，其實原理很簡單的，動動手，按照我上一篇的推送畫個最小系統板就ok了，但是要注意的地方是，oled，最好用3.3v供電，所以加入了ams117穩壓晶片，
看下效果圖是怎樣的：
原理圖和pcb都是開源的，全自創，僅供學習。
這是我的第一個作品吧，之前搞了個4*4*4的光立方，沒有成功，只怪我當初太菜，還急躁了，不過現在做這個還是挺成功的，因為是超聲波，距離精確到cm吧，反正就是能測距就行，主要的問題就是oled顯示的問題，當時我怎麼弄都沒顯示的，但是改了一下，把顯示的函式封裝起來，然後呼叫，就突然好了，我也是奇怪。。。。也有運氣的成分在吧。。。。先解說下超聲波工作原理吧：
簡單來說就是微控制器控制超聲波發射模組發出一系列超聲波，遇到障礙物反彈回來，被超聲波接收模組接收到，然後計算這段時間（聲音在空氣中傳播的速度為340m/s），通過計算，得出距離，然後再oled上顯示出來，程式對距離數值產生判斷，小於5mm就觸發蜂鳴器響，紅色led閃爍。這就是基本的思路。
我們知道採用 IO （Trig（控制端））觸發測距，給至少 10us 的高電平訊號;就是10us的TTL；我是直接讓他延時個10多us；
沒有超聲波回來的時候，（Echo（接收端）就是RX=0；就在等待，當有接收到超聲波的時候，就開始計時，TR0=1;；因為上文說了，超聲波模組就會通過 IO（Echo（接收端）） 輸出一高電平。（Echo（接收端）高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間．所以等待高電平的時間，就是定時器計時的時間。（while（RX））;//在等待然後關閉定時器，通過演算法就能計數了。
void Conut(void) { time=TH0*256+TL0; TH0=0; TL0=0; S=(time*1.7)/100; }
具體對資料做什麼要求請各位自行發揮。我就是簡單的顯示下資料就ok了：
qian=S%1000/100; bai=S%1000%100/10; shi=S%1000%100 %10;得出結果是cm；共有3位數字；比如006cm；然後就是如何顯示的問題了，因為我用的是庫函式，顯示字元要取模，我就不教大家了，可以百度一下取模的問題，而且我呼叫的是庫函式，就簡單看看我的程式碼吧；void display(){ WriteChinese16x16(0,0,"傑傑號超聲波測距");
PrintNum_8x16(2,60,qian); PrintNum_8x16(2,70,bai); PrintNum_8x16(2,80,shi);
WriteMixStrXx16(2,10,"距離"); WriteMixStrXx16(2,97,"CM");
bee=1; d1=0; d2=1;
if(S<5){ delay(5); if(S<5)//小於5cm，蜂鳴器響，紅燈亮。{ d1=1; bee=0; d2=0;}}這是在oled上顯示的。有比較多的庫函式，我也沒仔細研究，但是會呼叫就行了，因為用到的oled時候不是很多，花時間在這上面不值得，反正我會用，用不用管他的底層的東西。
原理圖和pcb都是開源的，全自創，僅供學習。
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