自编超声波测距模块（HC-SR04）STC程序开源



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~~~