各位朋友，大家好~
相信很多朋友都用过一款HC-SR04超声波测距模块，这个模块售价很平民，某宝上仅4RMB左右:能测3-400cm，真的很不错的。
前一段时间，偶尔看到一款超声波测距模块（m**eblock的），控制方式与HC-SR04有所不同，硬件上是大同小异的，但售价非常有逼格。
本菜出于好奇，在网上找了很久的资料，大多数都是讲怎么使用HC-SR04模块的，而我想找的资料是如何制作HC-SR04这个模块，关键是模块中STC单片机的程序。
1、原理部分
HC-SR04这个模块是2线制的（不包含电源线），Echo与Trig，Trig负责接收10us以上的触发信号，Echo则是输出距离信号；下面是时序图：
而m**eblock的超声波模块采用1线制（不包含电源线），，Echo与Trig和二为一（SIG），在一定程度上节省了IO资源，SIG在收到触发信号后采集并输出距离信号，其时序图与HC-SR04类似，使用起来略有不同，需要注意IO模式的转换，而如果使用m**eblock官方提供的库（Arduino）就非常简单了；
关于HC-SR04系列超声波传感器的介绍网上有很多的帖子，本菜不赘述了。
2、硬件部分：
下面就先看一个原理图吧，由于本菜的硬件不行，只是简单的分析一下，有说错的地方，欢迎大神们吐槽！
左边是m**eblock的原理图，右边是HC-SR04的原理图，可以看到，硬件部分的实现方式是大同小异的，下面以m**eblock为例。 这里主要分成三个部分： 1、主控IC部分：完成触发信号的检测、产生8个40KHz脉冲信号、检测回波信号、输出距离信号等； 2、发射部分：由主控IC产生8个40KHz脉冲信号后，经过MAX232放大后驱动超声波发射端； 3、接收部分：将微弱的回波信号放大，送到主控IC的IO端检测回波。
3、软件部分
下面是程序思路，围绕STC展开，说一下STC每个管脚的作用~
1、P30（SIG）： 负责监测触发信号；
配置其为高阻输入，可以轮询其高低电平并使用Timer0（2），也可以轮询高电平后使用INT4低电平，完成一个触发脉冲的检测（10us以上），一旦检测到触发信号，此管脚配置为推挽输出，并拉低，当8个40KHz信号发送完成后将其拉高，等到回波到来。
2、P33（T2）、P32（T1）：8个40KHz脉冲信号；
配置为推挽输出，当SIG检测到触发信号后，其同时发送8个40KHz信号，注意这两个信号存在半个周期的相位差（重要！），发射完成之后将SIG拉高。
3、P31（T_PWR）：MAX232供、断电；
配置其为推挽输出；通过NPN控制232，低电平有效，只在8个40KHz脉冲信号时给232供电，防止杂波出现，232在这里起到一个驱动放大功率的作用；
4、P34（PWM）： 比较电压；
一开始我以为这是一个PWM信号，后来发现我错了，可以看一下电路图中的放大器A，是作为一个比较器使用的。其实只要在检测回波信号的时候将其拉高就行了。（目前我是这样做的）
5、P35（CHK）：回波检测；
配置为高阻输入；可以利用INT3来检测下降沿并使用Timer2（0）计算周期，并检测回波频率，判断是否为发射出去的40KHz信号，检测完成后将SIG拉高，完成一次测量。
第一次发表这么长的开源贴子，欢迎大家吐槽（鼓励~~），源代码中几乎每一条代码后都跟有注释，相信大家读起来不会太费时间的。程序中难免有些处理不妥的地方，欢迎大家下载优化，记得分享您的成果哈~~~
单片机源程序如下:
- /*-----------------------------------------------
- 名称：HC-SR04内源码
- 版本：v1.1
- 编写：XiaoKai
- 环境：MDK51 Pro V9.50a
- 日期：2017.2.23
- 修改：无
- 内容：超声波测距模块源码
- ------------------------------------------------*/
- #include "main.h"
- bit TRRIG = FALSE; //标志是否接收到触发信号：FALSE（否）、TRUE（是）
- /*------------------------------------------------
- 主函数
- ------------------------------------------------*/
- void main (void)
- {
- Clock_Init(); //系统时钟初始化
- GPIO_Init(); //GPIO 口初始化
- Timer0_Init(); //Timer0 初始化，负责测量回波信号频率
- Timer2_Init(); //Timer2 初始化，负责测量触发脉冲宽度
- Exint3_Init(); //INT3 初始化，负责检测回波信号
-
- DelayMs(10); //延时等待完成
-
- while (1) //主循环
- {
- //---------------监测触发信号-------------
- TRIGGER();
- //--------------监测到触发信号------------
- if(TRRIG)
- {
- //------------P3.0 设置为推挽输出----------
- P3M0 |= (1 << 0); //P3.0 设置为推挽输出
- P3M1 &= ~(1 << 0);
- //-----------------拉低 SIG----------------
- SIG = LOW; //SIG 由输入模式变为输出模式后默认输出高
- //-----------发送 8 个 40KHz 信号----------
- EIGHT(); //发送脉冲后应该立即拉高SIG，这样测量更加精准？？？
- //-----------------拉高 SIG----------------
- SIG = HIGH; //发送完 8 个 40KHz 后，拉高 SIG 表示测量开始
- //----------开启Timer0及接收INT3-----------
- INT_CLKO |= (1<<5); //接收INT3
- //--------------等待 SIG 被拉低------------
- while(SIG) //SIG 在 exint3.c 中被检测
- {
- //--------------比较电压输出高-----------
- PWM = HIGH; //P34输出比较电压，允许信号通过
- }
- }
- //-----------------拒收INT3----------------
- INT_CLKO &= ~(1<<5); //拒收INT3
- //----------------关闭Timer2---------------
- TR0=0; //关闭Timer0
- //---------------比较电压输出低------------
- PWM = LOW;//不允许信号通过
- //----------表示没有接收到触发信号---------
- TRRIG = FALSE;
- }
- }
所有资料51hei提供下载:
HC-SR04-V1.2.zip
(4.27 MB, 下载次数: 191)
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