雷达测距和超声波测距_超声波测距的原理是什么

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本实验是基于MSP430利用HC-SR04超声波传感器进行测距，测距范围是3-65cm，讲得到的数据显示在LCD 1602液晶屏上。

模块工作原理如下

(1)采用 IO 触发测距，给至少 10us 的高电平信号;

(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回;

(3)有信号返回，通过 IO 输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间

(4计算测试距离测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;

根据工作原理,我们可以选择两种模式驱动

1. 采用中断+定时器方式,将ECHO定义为上升沿下降沿都能触发中断,trig触发之后,echo高电平进中断打开定时器,echo低电平关闭定时器并统计定时器计数值

2. 采用普通IO+定时器模式,触发之后等待echo响应,响应时打开定时器,直到echo恢复低关闭定时器,获取时间

此处我采用的是第一种模式，利用MSP430的timerA 的捕获比较模式，在程序的中断中处理得到的数据，并转化成距离。

1：此模块不宜带电连接，如果要带电连接，则先让模块的 Gnd 端先连接。否则会影响

模块工作。

2：测距时，被测物体的面积不少于0.5平方米且要尽量平整。否则会影响测试结果。在下载程序的时候建议将连接echo的一端断开，避免出现不必要的问题。

可以参考这个视频资料

超声波雷达测距

/*******下边是代码/

//功能说明： 1602显示 超声波模块测距 串口发送至上位机

#include

#include “Config.h”

#include “1602.c”

#include “UART.h”

int count = 0;

int flag = 0;

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

/???****************/

#define trig_H P2OUT|=BIT0 //???

#define trig_L P2OUT&=~BIT0

#define echo P2IN & BIT1 //???

uint cnt;

unsigned long int tim_data,dista_data,dista_data_all,dista_data_sum;

/??****************/

void delay(uint n)

{

uchar i;

for(;n>0;n–)

for(i=10;i>0;i–);

}

/*****??,???/

void dista_f(unsigned long int distance_data)

{

dista_data_all=dista_data_all+distance_data;

cnt=cnt+1;

if(cnt==16)

{

cnt=0;

dista_data_sum=dista_data_all>>4;

dista_data_all=0;

LCD1602_write_double(13,1,dista_data_sum); //?1602???

LCD1602_write_char(14,1,‘m’);

LCD1602_write_char(15,1,‘m’);

//Print_float(dista_data_sum, 2);

}

}

/???io?******/

void Init_IO()

{

P2DIR = 0XFD;

P2OUT |= 0XFF;

P2IE |= BIT1; //??P2???

P2IES &=~BIT1; //???

}

/???****/

void Init_Timer()

{

TACTL|=TACLR+TASSEL_2+ID_3; //???A???

//TACTL |= TASSEL1 + TACLR + ID0 + ID1 + MC0 + TAIE;

//TACCR0 = 9999;

}

void InitTimerB(){

TBCTL=TBSSEL1+ID1+ID0+MC0+TBCLR;//选择1/8SMCLK 增计数 清除TAR

TBCCTL0=CCIE;//CCR0中断允许 比较模式

TBCCR0=10000;//时间间隔10ms

}

/???**************/

void main( void )

{

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //???

Clock_Init();

InitTimerB();

Init_IO();

UART_Init();

Start_1602(); //??1602

tim_data=0;cnt=0;dista_data=0;

delay(1000); //???

uchar string[] = “distance:”;

LCD1602_write_str(0, 0, string);

_EINT(); //???

while(1)

{

/*if(flag == 1)

{

Print_float(dista_data_sum, 2);

flag = 0;

}*/

trig_H; //???

delay(2); //??15us

trig_L; //???

delay(50); //???

while(echo); //???

delay(1000); //???

}

}

/*****************************P2???*******************/

#pragma vector=PORT2_VECTOR

__interrupt void port_init(void)

{

if(echo) //???

{

TACTL|=TACLR+TASSEL_2+ID_3;

TACTL|=MC_2; //???,???

P2IES|=BIT1; //??P2???

}

else //???

{

TACTL=0; //???,???

TACTL|=TASSEL_2+ID_3;

P2IES&=~BIT1; //??P2???

tim_data=TAR; //???

dista_data=(tim_data*1000/58); //???(??=us/58)

//dista_data=(tim_data*17/100);

dista_f(dista_data); //???

}

P2IFG&=~BIT1; // P2???

}

#pragma vector=TIMERB0_VECTOR

__interrupt void TimerBINT()

{

count++;

if(count>=300)

{

Print_float(dista_data_sum, 2);

//flag = 1;

count = 0;

}

}

/clock.c*/

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

//*************时钟源模块

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

#include

#include “config.h”

#include “clock.h”

/****系统时钟初始化/

void init_clk(void) //初始化系统时钟

{

uchar i;

BCSCTL1 &=~XT2OFF; //打开XT2振荡器

BCSCTL2 |=SELM_2+SELS;

do

{

IFG1 &=~OFIFG; //清除错误标志

for(i=0;i<0xff;i++); //延时等待

}

while((IFG1 & OFIFG)!=0);

IFG1 &=~ OFIFG;

}

/********1602.c/

#include

#include “Config.h”

#include “clock.h”

#include “1602.h”

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

// 初始化IO口子程序

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

void LCD1602Port_init()

{

P4SEL = 0x00;

P4DIR = 0xFF; //数据口输出模式

P5SEL = 0x00;

P5DIR|= BIT5 + BIT6 + BIT7; //控制口设置为输出模式

}

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

// 显示屏命令写入函数

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

void LCD1602_write_com(unsigned char com)

{

RS_CLR;

RW_CLR;

EN_SET;

DataPort = com; //命令写入端口

delay_ms(5);

EN_CLR;

}

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

// 显示屏数据写入函数

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

void LCD1602_write_data(unsigned char data)

{

RS_SET;

RW_CLR;

EN_SET;

DataPort = data; //数据写入端口

delay_ms(5);

EN_CLR;

}

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

// 显示屏清空显示

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

void LCD1602_clear(void)

{

LCD1602_write_com(0x01); //清屏幕显示

delay_ms(5);

}

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

// 显示屏字符串写入函数

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

void LCD1602_write_str(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s)

{

if (y == 0)

{

LCD1602_write_com(0x80 + x); //第一行显示

}

else

{

LCD1602_write_com(0xC0 + x); //第二行显示

}

while (*s)

{

LCD1602_write_data( *s);

s ++;

}

}

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

// 显示屏单字符写入函数

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

void LCD1602_write_char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char data)

{

if (y == 0)

{

LCD1602_write_com(0x80 + x); //第一行显示

}

else

{

LCD1602_write_com(0xC0 + x); //第二行显示

}

LCD1602_write_data( data);

}

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

// 显示屏初始化函数

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

void LCD1602_init(void)

{

LCD1602_write_com(0x38); //显示模式设置

delay_ms(5);

LCD1602_write_com(0x08); //显示关闭

delay_ms(5);

LCD1602_write_com(0x01); //显示清屏

delay_ms(5);

LCD1602_write_com(0x06); //显示光标移动设置

delay_ms(5);

LCD1602_write_com(0x0C); //显示开及光标设置

delay_ms(5);

}

void LCD1602_write_double(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int data)

{

uchar i;

for(i=0;i<6;i++)

{

if(i==2)

LCD1602_write_char( x–, y, ‘.’);

else

{

LCD1602_write_char( x–, y, 0x30+data%10);

data=data/10;

}

}

}

void LCD1602_write_int(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int data)

{

uchar i;

for(i=0;i<2;i++)

{

LCD1602_write_char( x–, y, 0x30+data%10);

data=data/10;

}

}

void Start_1602()

{

LCD1602Port_init(); //系统初始化，设置IO口属性

delay_ms(100); //延时100ms

LCD1602_init(); //液晶参数初始化设置

}

uart.h

#ifndef UART_H

#define UART_H

#include “msp430x14x.h”

void Print_Str(uchar *s);

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

// MSP430???

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

void UART_Init()

{

U0CTL|=SWRST + CHAR; //??SWRST,8???

U0TCTL|=SSEL1; //SMCLK???

U0BR1=baud_h; //BRCLK=8MHZ,Baud=BRCLK/N

U0BR0=baud_l; //N=UBR+(UxMCTL)/8

U0MCTL=0x00; //???0,???9600bps

ME1|=UTXE0; //UART0???

ME1|=URXE0; //UART0???

U0CTL&=~SWRST;

IE1|=URXIE0; //???

P3SEL|= BIT4 + BIT5; //??IO???,??UART??

P3DIR|= BIT4; //??TXD0???

}

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

// ??0???

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

void Send_Byte(uchar data)

{

while(!(IFG1&UTXIFG0)); //???

U0TXBUF=data;

}

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

void Print_float(unsigned int t, unsigned char position)//??? position ???

{

unsigned int s_int[5] = {0};

int i = 0;

while(t>0)

{

s_int[i++] = t%10;

t=t/10;

}

for(i=4;i>=0;i–)

{

if(i==position)

{

Send_Byte(0x30 + s_int[i]);

Send_Byte(0x2E);

}

else

{

Send_Byte(0x30 + s_int[i]);

}

}

//delay_ms(100);

Send_Byte(‘m’);

Send_Byte(‘m’);

Send_Byte(’ ‘);

delay_ms(100);

}

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

// ??0??int???

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

void Print_int(unsigned int t)

{

unsigned int s_int[5];

unsigned int i = 1;

while(t>0)

{

s_int[i] = t%10;

t=t/10;

i++;

}

i–;

while(i)

{

Send_Byte(0x30 + s_int[i]);

i–;

}

}

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

// ??0???

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

void Print_Str(uchar *s)

{

while(*s != ‘\0’)

{

Send_Byte(*s++);

}

}

#endif

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