蓝桥杯篇---超声波隔断丈量&频率丈量
简介
本文简单介绍了IAP15F2K61S2中的超声波隔断丈量与频率丈量。
第一部分：超声波的简介
IAP15F2K61S2 是一款基于8051内核的单片机，常用于超声波测距。超声波测距通过发射超声波并吸收反射波，计算时间差来确定隔断。
工作原理
1.发射超声波
发射超声波：单片机通过IO口触发超声波传感器发射超声波。
2.吸收反射波
吸收反射波：传感器吸收反射波并输出信号。
3.计算时间差
计算时间差：单片机丈量发射到吸收的时间差。
4.计算隔断
计算隔断：根据声速和时间差计算隔断。
硬件连接
1.Trig
Trig：连接单片机IO口，用于触发超声波。
2.Echo
Echo：连接单片机IO口，用于吸收反射信号。
示例代码
以下代码展示了如何在IAP15F2K61S2上实现超声波测距。
#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit Trig = P1^0;// 超声波Trig引脚
sbit Echo = P1^1;// 超声波Echo引脚
void delay_us(uint us) {
while (us--);
}
void delay_ms(uint ms) {
uint i, j;
for (i = ms; i > 0; i--)
for (j = 110; j > 0; j--);
}
void Ultrasonic_Init() {
Trig = 0;
Echo = 1;
}
uint Ultrasonic_Measure() {
uint time = 0;
Trig = 1;
delay_us(10);// 保持10us高电平
Trig = 0;
while (!Echo);// 等待Echo变高
while (Echo) {// 测量高电平时间
time++;
delay_us(1);
}
return time;
}
void main() {
uint distance;
Ultrasonic_Init();
while (1) {
distance = Ultrasonic_Measure() * 0.017;// 计算距离，单位cm
delay_ms(100);// 延时100ms
}
}
代码说明
[*] delay_us 和 delay_ms：用于微秒和毫秒级延时。
[*] Ultrasonic_Init：初始化超声波传感器。
[*] Ultrasonic_Measure：触发超声波并丈量反射时间。
[*] main：循环丈量隔断并计算。
留意事项
1.声速
声速：假设声速为340m/s，实际应用中需根据情况调解。
2.延时精度
延时精度：延时函数的精度会影响丈量结果。
3.硬件连接
硬件连接：确保Trig和Echo引脚连接正确。
通过以上代码，你可以在IAP15F2K61S2上实现超声波测距。
第二部分：频率丈量简介
IAP15F2K61S2 是一款基于8051内核的单片机，支持通过定时器和外部停止实现频率丈量。频率丈量通常用于丈量周期性信号的频率，例如方波、正弦波等。
频率丈量原理
1.信号输入
信号输入：将待测信号连接到单片机的外部停止引脚或定时器输入引脚。
2.计数
计数：在固定时间内统计信号的脉冲数目。
3.计算频率
计算频率：根据脉冲数目和丈量时间计算频率。
硬件连接
将待测信号连接到单片机的 P3.2（INT0） 或 P3.3（INT1） 引脚（外部停止引脚），大概连接到定时器的输入引脚（如 T0 或 T1）。
示例代码：利用定时器和外部停止丈量频率
以下代码展示了如何利用定时器和外部停止在 IAP15F2K61S2 上实现频率丈量。
#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit FreqInput = P3^2;// 待测信号连接到P3.2（INT0）
uint pulse_count = 0; // 脉冲计数
bit measure_flag = 0; // 测量标志位
void Timer0_Init() {
TMOD |= 0x02;// 定时器0，模式2（8位自动重装）
TH0 = 0x00; // 初始值
TL0 = 0x00;
ET0 = 1; // 使能定时器0中断
EA = 1; // 使能总中断
TR0 = 1; // 启动定时器0
}
void External_Init() {
IT0 = 1;// 设置INT0为下降沿触发
EX0 = 1;// 使能外部中断0
EA = 1; // 使能总中断
}
void Timer0_ISR() interrupt 1 {
measure_flag = 1;// 定时器溢出，设置测量标志
}
void External_ISR() interrupt 0 {
pulse_count++;// 每次下降沿触发，脉冲计数加1
}
void main() {
uint frequency = 0;
Timer0_Init(); // 初始化定时器0
External_Init(); // 初始化外部中断
while (1) {
if (measure_flag) {// 如果定时器溢出
measure_flag = 0; // 清除标志位
frequency = pulse_count * 2;// 计算频率（假设定时器溢出时间为0.5秒）
pulse_count = 0;// 重置脉冲计数
}
}
}
代码说明
[*] Timer0_Init：初始化定时器0，设置为模式2（8位自动重装），定时器溢出时间为固定值。
[*] External_Init：初始化外部停止0，设置为降落沿触发。
[*] Timer0_ISR：定时器0停止服务函数，定时器溢出时设置丈量标记。
[*] External_ISR：外部停止0服务函数，每次检测到降落沿时增加脉冲计数。
[*] main：主循环中检测丈量标记，计算频率并重置计数。
频率计算公式
频率 = 脉冲数 / 丈量时间
代码中假设定时器溢出时间为 0.5 秒，因此频率为 pulse_count * 2。
留意事项
1.定时器溢出时间
定时器溢出时间：根据实际需求调解定时器的溢出时间，确保丈量精度。
2.信号幅度
信号幅度：待测信号的幅度须要在单片机输入引脚的可接受范围内。
3.噪声干扰
噪声干扰：高频信号可能受到噪声干扰，建议在硬件上添加滤波电路。
4.丈量范围
丈量范围：定时器和外部停止的频率丈量范围有限，高频信号可能须要分频处理。
通过以上代码和说明，你可以在 IAP15F2K61S2 上实现频率丈量功能。假如须要丈量更高频率的信号，可以考虑利用定时器的捕获功能或外部计数器。
总结
以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了IAP15F2K61S2中的超声波隔断丈量与频率丈量。
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