蓝桥杯单片机----学习七之超声波模块（STC15F2K60S2）

一、原理图

 

 

        跳线帽在1-3、2-4为超声波模式。

二、原理分析

1. 发射与接收：

   • Trig引脚（触发信号）：单片机发送一个 10μs以上的高电平脉冲，通过触发模块发射 8个40kHz的超声波脉冲。

   • Echo引脚（回波信号）：模块接收到反射波后，Echo引脚输出高电平，持续时间与超声波往返时间成正比。

2. 距离计算公式：

   距离=高电平时间×声速 / 2；

   • 声速按 340m/s（或更精确的 343m/s，25℃时）计算。

   • 时间单位为秒，最终距离单位为米，需转换为厘米（如：结果×100）。

void Send_40KHz()
{
	unsigned char i=8;
	while(i--)	//发送8个40KHZ超声波脉冲
	{
		TX = 1;
		Delay12us();
		TX = 0;
		Delay12us();
	}
}

测量所用的计时器采用PCA模块，以节省定时器的使用。

unsigned int GetDis()
{
	unsigned int t;
	CMOD = 0x00;	//12分频计数
	CL = CH = 0;	//初始值为0
	Send_40KHz();	//发送脉冲
	CR = 1;	//开始计数
	while((RX == 1) && (CF == 0)); 	//当接收到返回脉冲或计数溢出时跳出
	CR = 0;		//停止计数
	if(CF == 1)	//若计数溢出
	{
		CF = 0;
		return 0;
	}
	else	//否则为接收到返回脉冲
	{
		t = (CH << 8) | CL;
		return (unsigned int)(t * 0.0172);	//343 / 1000 / 2
	}
}

三、注意事项和常见问题

1. 时序要求：

   • Trig触发脉冲必须≥10μs，否则模块可能不响应。

   • 两次测量间隔建议≥60ms，避免信号干扰。

2. 误差处理：

   • 温度补偿：声速受温度影响（公式：声速=331.4 + 0.6×温度℃）。

   • 超距处理：模块最大量程约4m，超出后Echo可能无响应，需设置超时检测。

3. 资源冲突：

   • 使用定时器时，避免与其他功能（如数码管动态扫描）冲突。

   • 若需高精度，可采用输入捕获功能（如STC15的PCA模块），也节省定时器。

4. 无回波信号：检查Trig触发信号是否正常，模块供电是否稳定。

5. 距离跳变：添加软件滤波（如多次测量取中值）。

6. 响应超时：在代码中添加超时退出机制，防止死循环。