吳浩然 萬民凱 徐卓凡 南京郵電大學(xué)海外教育學(xué)院

微處理器實(shí)驗(yàn)設(shè)計：超聲波測距及顯示系統(tǒng)

吳浩然 萬民凱 徐卓凡 南京郵電大學(xué)海外教育學(xué)院

本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計，我們希望通過編程在模塊組件HYSRF05上實(shí)現(xiàn)超聲波測距并在LCD1602屏幕上顯示結(jié)果。

在行動之前，我們進(jìn)行了一些構(gòu)思。首先，我們設(shè)置了LCD1602的模式和顯示的靜態(tài)字，以便實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示結(jié)果。其次，我們從說明書中了解到，我們需要一個10us或以上的脈沖來啟動HY-SRF05模塊組件，然后模塊組件自己接收到一個脈沖和高電平經(jīng)過周期（P）的數(shù)量，其中高電平經(jīng)過的周期和模塊組件與它所面對物體間的距離是成比例的。接著，我們使用TimerA的捕獲寄存器來確定高電平經(jīng)過周期（P）的數(shù)量，并將它儲存在另一個寄存器之中。在試驗(yàn)中，我們用D = P ? 340 / (100000?2) m來代表距離。最后，我們用10000，1000，100，10取模，來將二進(jìn)制數(shù)D換成十進(jìn)制數(shù)，并且通過ASCII碼表轉(zhuǎn)換，將D顯示在LCD1602上。

構(gòu)思之后，我就開始了設(shè)計與實(shí)驗(yàn)。我們的MSP430界面圖如下

首先，我們將 P4 的全部 8個管腳和 P5．5，P5．6，P5．7用來控制LCD1602。

MOV．B #00H, &P4SEL

MOV．B #0FFh, &P4DIR

MOV．B #00H, &P5SEL

MOV．B #BIT5+BIT6+BIT7, &P5DIR

我們設(shè)置P6通過燈來檢測我們的程序

MOV．B #00H, &P6SEL

MOV．B #0FFh, &P6DIR

其次，如下是1602序列圖

通過圖表我們得知，如果我們想在LCD1602中寫入指令或數(shù)據(jù)，我們需要重置R/W，設(shè)置或重置RS然后讓E從高電平變?yōu)榈碗娖綇亩鴮懭胫噶罨驍?shù)據(jù)。

然后，我們使用HY-SRF05模塊組件

這是HY-SRF05的測試模式序列圖。它需要一個10us 5V的脈沖來激活，然后它就會自動接收一個長度與距離成比例的脈沖。

它 的 鏈 接 方 式：1．VCC 2．trig(T) 3．echo(R) 4．OUT 5．GND

我們用CCR1的捕獲輸入P1．2來測量echo,然后我們用P1．4 來發(fā)出 10us脈沖。所以我們先設(shè)置 P1．2 和 P1．4．

BIC．B #BIT4 , &P1SEL BIS．B #BIT2 , &P1SEL

BIS．B #BIT4, &P1DIR

BIC．B #BIT2, &P1DIR

BIC．B #BIT4 , &P1OUT

在主要的功能中，我們向trig接口發(fā)送10us脈沖并添加延時以確保下一個trig在至少30ms之后。

BIS．B #BIT4, &P1OUT

MOV #2,R15

loop31: dec R15

JNZ loop31

BIC．B #BIT4, &P1OUT

MOV #20000,R15

loop32: dec R15

JNZ loop32

我們設(shè)置TimerA和CCR1來捕獲echo接口的信號

MOV #02E6H, &TACTL

MOV #4910H, &TACCTL1

接著，我們編寫中斷處理程序。我們首先確定了是CCR1產(chǎn)生了中斷，因?yàn)槲覀冎皇褂昧薈CR1和TimerA，而且我們沒有啟動TimerA的中斷。然后我們確定了echo在上升沿還是下降沿到來，假設(shè)是上升沿，我們將&TACCR1儲存在R6中，當(dāng)echo在下一個下降沿到來時，我們用R5儲存&TACCR1然后計算R5-R6。關(guān)鍵點(diǎn)在于，我們需要先捕獲上升沿信號再轉(zhuǎn)而捕獲下降沿信號。

最后是取模10000，1000，100，10。這一部分就是做除法，一個思路就是取模1000的余數(shù)就是取模100的被除數(shù)，以此類推。我們將得到的結(jié)果通過ASCII碼表轉(zhuǎn)化，再將數(shù)字動態(tài)的顯示在LCD1602上。

完成設(shè)計之后，我們根據(jù)設(shè)置連接管腳和HY-SRF05，并在LCD602上看到了想要的結(jié)果。

我們雖然實(shí)現(xiàn)了測距，但仍有不足和需要改進(jìn)的地方。比如，我們儀器的精度還需要提高。我們假設(shè)這是由于兩個10us脈沖間的間隔造成的，在未來的實(shí)驗(yàn)中我們會證明我們假設(shè)。再比如，我們的程序中沒有設(shè)定&TAR在大于65536時重置為0，這可能會產(chǎn)生一些問題，我們在未來的改進(jìn)中將會加入相應(yīng)字段。但是，我們的首要問題還是要確保有更好的精度。