超声波测距例程说明文档.docx

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1、概要本篇说明文档介绍了基于R178/G13单片机的超声波测距程序的编写。主要介绍了如何在代码生成工具CUbeSUit+下配置本例程所需要的Timer,Port等模块并生成相应的驱动代码，同时对生成的代码文件添加的超声波驱动函数进行了详细说明。后附超声波测距应用程序源码实例，用户可以结合本例程对R178/G13单片机进行其他的拓展应用。对象MCUR5FIOO1EA目录概要11 .系统功能概述31.1 超声波测距原理31.2 超声波测距例程功能32系统硬件说明42.1 开发板介绍42.2 超声波模块43.例程软件说明73.1 集成开发环境73.2 超声波测距例程编写74超声波测距例程调试14参考文

2、献14结束语141系统功能概述1.1 超声波测距原理超声波指的是声音的频率高于可听见声音，通常包括频率高于20KHz的任何声波。超声波测距原理：超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340ms,根据计时器记录的时间t1就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t2o超声波测距原理框图如“图1.1”所示。图1.1超声波测距原理框图1.2 超声波测距例程功能本例程在R178G13R5F1001EA(64pin)单片机的外围搭载HC-SRO4超声波探头，通

3、过单片机的I/O口控制超声波探头trigger端发送超声波，并启动单片机内置timer进行echo端波形高电平时间测量，得出超声波传播时间。最终以s=34012得出测量距离。注：选择片内振荡器作为timer时钟的情况下，由于片内振荡器自身误差的原因可能会导致测量结果存在误差，这种情况下请根据实验结果对测量结果进行校准。超声波测距连接框图如“图12”所示。超声波模块R178/G13triggerechoI/O00图12超声波测距连接框图2.系统硬件说明2.1 开发板介绍本例程是基于R178/G13开发套件进行开发。下面是开发板实物图：EmUIator板与MCU板连接时，禁止在EmUIator板上

4、J1短接的情况下，对MCU板外部供电2.2 超声波模块2.2.1 模块框图本例程采用的超声波模块为HC-SRO4,该模块共有四个外接引脚，各引脚定义：弓I脚1：VCC；引脚2：Trig（控制端）；引脚3：Echo（接收端）；弓|脚4：GNDo超声波模块框图如“图2.1”所示。图2.1超声波模块框图22,2接口定义引脚I：VCC；引脚2：Trig(控制端)；引脚3：EChO(接收端)；弓|脚4：GND本模块使用方法：控制端发一个IOUS以上的高电平，就可以在接收端等待高电平输出，一旦有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间,即可算出距离。2.2.3模

5、块工作原理(1)采用IO触发测距，给至少IOus的高电平信号。(2)模块自动发送8个40KHz的方波，接收端拉高，并自动检测是否有信号返回。(3)检测到有信号返回，则接收端会被拉低，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。(4)测试距离=(高电平时间X声速(340ms)2K)US的TT1信弓循环发出8个40KHz脓冲回响电平输出(、检测距离成比例)超声波模块时序如“图2.2”所示。触发信号(Trig)模块内部发出信号输出回响信(EChO)图2.2超声波模块时序图2.2.4模块连接本例程采用的HC-SR04超声波模块与R5F1OO1EA引脚连接如下：HC-SR04超声波模块R5F1001E

6、AVccVDDTrigPO1EchoTIOOGndVSS3,例程软件说明3.1 集成开发环境项目内容集成开发环境CubeSuite+V2.00.00C编译器CA78K0RV1.60调试器R178EZEmu1ator3.2 超声波测距例程编写下面介绍如何使用代码生成工具CUbeSUite+配置本例程相关模块，自动生成例程驱动代码，并在生成的驱动代码中添加用户拓展驱动程序。3.2.1 CIIbeSiite+界面酉己置首先参照R178/G13开发套件快速入门教程安装CUbeSUite+及相关组件，启动CubeSuite+,新建G13下R5FI（X）1EA工程。注意:刚刚启动CUbeSUi1e+时，点

7、击菜单栏中的too1选项，在P1ug-inSetting中勾选上CodeGeneratorP1ug-in并重启软件。（参照R178/G13开发套件快速入门教程）R5F1001EA工程界面具体设置如下：（）.配置C1ockGeneratOr模块Pinassignment-默认设置C1ocksetting-默认设置（使用内部振荡器fMAIN=f!H=32MHz）On-chipdebugsetting-On-chipdebugoperationsetting选择USed（使用片上调试）如图3-1Pinassignment界面设置，3-2C1ocksetting界面设置FUeEditViewProje

8、ctBui1dDebugToo1WindowHe1pJCiJ)13O附IAg.QuOhJ.&尔工F*IJXPropertyjr_2nc/r-cg-bmer.usercWJqjJImerh/f_cg_userdefinehM1JnaCrodnVef，i2号JSReHeCtinPin啰GenerateCode三580密_*)品Q-R5F11E(Project)R5F1001E(Microcontro11er)*/PinConfigurator(DesignToO1)-寸CodeGenermOr(DesignToo*C1ockGeneratorPortInterrupt“Seria1A/DConve

9、rter-TimerWatchdogTimerRea1-timeC1ock“Interva1TimerC1ockOutpuVBuzzerOutput“DMAContro11er：VohageDetectorCA78K0R(Bui1dToO1)1R178EZEmu1ator(DebugToo1)JJFi1eStartup-ICodeGeneratorc1r.mai-c5Jr.fysteminitc5r.cg.cgccJ1JCf1-Cgjuserc叫r.cgjortcSJr.cgjxrt.usr.cUr.cg.timr.c5Jr.cg,timr.ur.c1Ir_C9_macrodriver.h1I

10、JCgeUSerdefinehUJaCgUh11JCgePOrthUr.cg-timer.hf1n!f1O6gjC1ockS4ttng0n*cpdebugsettingConkmingresetsourceSafetyfunct)nsBnassignmentsettingPIOROb1P1OR2b11PK)R3bt1WhentdecMonc.tn1POtSbietoChanQetIa1erIbneceaaytomakeaproec!agantochangetf1FuncbonP17T2TO02P31TKBO03P42TXTO04P05TXKTO05POGTMKTO06P41TI07T007P7

11、6INTP10P77INTP11P11(XVSIOOSDAOOP12TXDaZSOWP10.scaxvscooP13TxD2SO20P14RKo2SI20SDA20P15.SCK2(VSC120PWSC1AOPGISDAAOP140PC1BUZO图3.1Pinassignment界面设置WeEditVwProjectBuiidDebugToo1WindowHe1pSUrtJ&)W032tProjectTree9击：g_tMjO_chO_*二与人A上4J二,SJProperty，JmamcJJr-C9-tmer-userC:4r_caJmerhJJJCg-USCrdeftnehWr-cgmodn

12、vrh胃CodeGerteretcRSFIOO1E(Project)R5F1OO1(Microcontroaer)/WnConfigurator(DesignTOODHCodGenerator(DesignToo1) C1ockGenerator Port ，Interrupt SeriA1 A/DConverter TimerWatchdogTimer.，Rea1-timeGockAInterva1TimerDC1ockOutpuVBuzzerOutput DMAContro11er Vo1UgeDetectorCATSKOR(BUadToot)R178EZEmu1ator(DebugToo

13、1)Startup.CodeGeneratorcJr.maivccJr.fytortxr.cgjort.utrxcJr.cg.timrx口r.cg.timr.urxJJcgjnacroddvefUJCgJnrdefie.hUJCdCgChHJCgJorthJJCgjimen否Ref1ectin呀GenerateCode士口/厅会曲ZI03品。Pinassignment；QaA8跑闻0rxpdebugMtbngConhrmmgresetsourceSafetyfunctcnOperabonmodesetting。M1Peed2gde27M幺VDD幺55MHgheedmanmode2.4(V)cV

14、DDc55(V)1owspeedmanmode18(V)cVDOC5.5(V)O1owVVUgefwnmode16(V)CVDDC55(V)EVDOsettng40(V)iEVDDc55(V)Z7(V)幺EVDOU5.5MZ4(V)EVDOWndcck(fMAIN)S4ttng*Hgh-eed(XDOfIH)CHgMpeedsyMemdodcfMX)Hb-speedOCOdockseftngFJinCy3(MH:)-HK-pdyWndockMf1feng1JOpmbon.X1o.ctOnfXCdockrutfEX)FquncyJ(UHr)S1abtetnwaqMCT1MMWs)SuteysWndock(EUB)Yt1ngU0p*XT1OtctoonfXT)CErtIMiSUbdoCkrj