超声波测距技术是一种广泛应用于机器人导航、自动化设备、智能家居等领域的传感器技术。通过发射超声波脉冲，然后测量回波的时间差来计算目标距离。在这个实验中，我们将会探讨如何使用Keil集成开发环境来实现一个基于超声波测距的项目。
我们要了解超声波测距的基本原理。超声波是指频率高于20kHz的人耳无法听到的声波。在超声波测距中，通常使用HC-SR04或者其他的超声波传感器，它包括一个超声波发射器和接收器。发射器发出一个短暂的脉冲，当这个脉冲碰到障碍物后，会被反射回来，接收器捕获到这个回波。根据超声波在空气中的传播速度（大约343米/秒）和从发射到接收的时间差，我们可以计算出目标的距离。
Keil是常用的嵌入式系统开发工具，它集成了编译器、调试器和IDE。在这个实验中，我们将使用Keil编写C语言程序，控制微控制器（如Arduino或STM32等）来驱动超声波传感器。以下是一些关键步骤：
1. **硬件连接**：将超声波传感器的Trig和Echo引脚分别连接到微控制器的数字输入/输出引脚上，供电引脚连接到电源，地线接到地。
2. **软件编程**：
- 发送一个高电平脉冲到Trig引脚，使其触发超声波传感器发射一个超声波脉冲。
- 使用微控制器的定时器来测量从发送脉冲到接收到回波之间的时间差。
- 计算距离：`距离 = (时间差 * 声速) / 2`，其中时间差是以微秒为单位，声速343米/秒。
3. **Keil集成开发环境的使用**：
- 创建新工程：在Keil中新建一个工程，并选择合适的微控制器型号。
- 添加库文件：可能需要包含一些库函数，例如延时函数和GPIO控制函数。
- 编写主程序：初始化定时器，设置IO口，然后按照上述逻辑编写发送和接收超声波的代码。
- 编译和调试：使用Keil的编译器检查语法错误和逻辑错误，然后通过调试器连接到硬件进行实时调试。
4. **代码实现**：代码通常会包含初始化部分，循环检测部分以及距离计算和显示部分。示例代码可能如下：
```c
#include "stm32f10x.h" // 以STM32为例，根据实际微控制器选择头文件
void Delay(unsigned int nus);
void SendUltrasonic();
float GetDistance();
int main(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 初始化GPIO口
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 启动GPIOA时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; // 选择Trig引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; // 选择Echo引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 输入模式
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
while (1) {
SendUltrasonic(); // 发射超声波
float distance = GetDistance(); // 获取距离
// 显示距离，此处省略显示代码
}
}
void SendUltrasonic() {
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 高电平触发超声波发射
Delay(10); // 保持10us
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 回低电平
}
float GetDistance() {
unsigned int time = 0;
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1); // 等待Echo变高
while (!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1));
Delay(10); // 确保开始计时点正确
time = Delay_us(1); // 计时
while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1)); // 等待Echo变低
return (time / 2) * 0.034; // 距离计算
}
```
这个实验旨在帮助学习者掌握超声波测距的基本原理，熟悉Keil的使用，以及如何通过C语言编程来控制微控制器与超声波传感器的交互。通过实际操作，你可以更好地理解嵌入式系统的开发流程，提升动手能力。
12.超声波测距实验.zip （18个子文件） 
12.超声波测距实验 
config.h 2KB
