ultrasonic_app.c

凌阳单片机之超声波测距模组

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//	文件名称：	ultrasonic_App.c
//	功能描述：	超声波测距模组V2.0的功能接口函数
//	维护记录：	2006-02-21	V2.0
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#include "SPCE061A.h"
#define LONG_SEND_TIMER		1000		//中距测距时的40KHz信号发射时长
#define LONG_SEND_TIMER2	3000		//中距测距的补充测距时的40KHz信号发射时长
#define LONG_WAIT_DELAY		600			//中距测距的防余波干扰延时时长
#define LONG_WAIT_DELAY2	1500		//中距测距的补充测距时的防余波干扰延时时长
#define LONG_RES_ADD		0x00B0		//中距测距的结果补偿值
#define LONG_RES_ADD2		0x0220		//中距测距的补充测距时的结果补偿值

#define LOW_SEND_TIMER		250			//短距测距时的40KHz信号发射时长
#define LOW_SEND_TIMER2		1000		//短距测距的补充测距时的40KHz信号发射时长
#define LOW_WAIT_DELAY		180			//短距测距的防余波干扰延时时长
#define LOW_WAIT_DELAY2		400			//短距测距的补充测距时的防余波干扰延时时长
#define LOW_RES_ADD			0x0034		//短距测距的结果补偿值
#define LOW_RES_ADD2		0x00B0		//短距测距的补充测距时的结果补偿值

unsigned int Counter_buf;				//超声波测距当中，用于保存TimerB计数的变量，相当于时长
unsigned int EXT1_IRQ_flag=0;			//外部中断标志变量，用于EXT1的IRQ中断程序和测距程序同步
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//	语法格式：	void Initial_ult(void)
//	实现功能：	超声波测距模组的初始化子程序
//	参数：		无
//	返回值：	无
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void Initial_ult(void)
{
	unsigned int uiTemp;
	//									初始化端口主要是IOB8和IOB9
	uiTemp = *P_IOB_Dir;
	uiTemp = uiTemp|0x0200;
	uiTemp = uiTemp&0xfeff;
	*P_IOB_Dir = uiTemp;
	uiTemp = *P_IOB_Attrib;
	uiTemp = uiTemp|0x0200;
	uiTemp = uiTemp&0xfeff;
	*P_IOB_Attrib = uiTemp;
	uiTemp = *P_IOB_Buffer;
	uiTemp = uiTemp|0x0300;
	*P_IOB_Data = uiTemp;
}
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//	语法格式：	void Delay_ult(unsigned int timers)
//	实现功能：	超声波测距模组的延时子程序
//	参数：		unsigned int timers    延时的时长（仅是一个相对量）
//	返回值：	无
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void Delay_ult(unsigned int timers)
{
	unsigned int i;
	for(i=0;i<timers;i++)
	{
		__asm("nop");
	}
}
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//	语法格式：	unsigned int Resoult_ult(unsigned int Counter)
//	实现功能：	超声波测距模组的测距数据处理程序，将TimerB的计数值换算为距离
//	参数：		Counter	需要换算的计数值
//	返回值：	计算后的距离，厘米为单位
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unsigned int Resoult_ult(unsigned int Counter)
{
	unsigned int uiTemp;
	unsigned long ulTemp;
	ulTemp = (unsigned long)Counter*33500;
	ulTemp = ulTemp/196608;
    ulTemp = ulTemp>>1;					//除二
	uiTemp = (unsigned int)ulTemp;
	return uiTemp;
}
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//	语法格式：	unsigned int measure_ult(unsigned int type)
//	实现功能：	超声波测距模组的测距程序，完成一次测距
//	参数：		type	选择测距类型，
//				type=1		中距测距
//				type=0		短距测距
//	返回值：	所测得的距离，以厘米为单位
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unsigned int measure2_ult(unsigned int type);
unsigned int measure_ult(unsigned int type)
{
	unsigned int Exit_flag = 1;
	unsigned int uiTemp;
	unsigned int uiResoult;
	unsigned int uiSend_Timer,uiWait_Timer,uiRes_Add;
	unsigned int uiSystem_Clock;
	uiSystem_Clock = *P_SystemClock;	//将当前的系统时钟设置暂时保存起来
	*P_SystemClock = 0x0088;			//将系统时钟设置为49MHz，分频比为1，强振模式
	if(type)							//根据type即测距类型，选择不同的测距参数
	{
		uiSend_Timer = LONG_SEND_TIMER;
		uiWait_Timer = LONG_WAIT_DELAY;
		uiRes_Add = LONG_RES_ADD;
	}
	else
	{
		uiSend_Timer = LOW_SEND_TIMER;
		uiWait_Timer = LOW_WAIT_DELAY;
		uiRes_Add = LOW_RES_ADD;
	}
	*P_TimerB_Data = 0xfed2;
	*P_TimerB_Ctrl = 0x03c0;			//enable 40KHz out
	Delay_ult(uiSend_Timer);			//delay for send the signal
	*P_TimerB_Ctrl = 0x0006;			//stop 40KHz out
	*P_TimerB_Data = 0x0000;
	*P_TimerB_Ctrl = 0x0001;			//TimerB work as a counter at 192KHz
	while(*P_TimerB_Data<uiWait_Timer)	//等待一定时间后再打开TimerA的计数（来源于EXT1）
	{									//以避开余波的干扰
		*P_Watchdog_Clear = 0x0001;
	}
	*P_INT_Clear = 0x0100;					//开中断前先清中断
	*P_INT_Ctrl = *P_INT_Ctrl_New|0x0100;
	*P_INT_Clear = 0xffff;				//清除中断发生标志
	__asm("IRQ ON");					//打开总中断使能
	EXT1_IRQ_flag = 0;					//TimerA的溢出中断的标志变量置0
	while(Exit_flag)
	{
		if(EXT1_IRQ_flag==1)			//当该变量在timerA的FIQ中断中被置1时表示接收到了回波
		{
			Exit_flag = 0;				//exit
			Counter_buf = Counter_buf+uiRes_Add;//计数值加上一定的调整数据
			uiResoult = Resoult_ult(Counter_buf);//对计数值进行处理，得出距离值
		}
		if(*P_TimerB_Data>10000)		//如计数值大于10000，表示超时
		{
			Exit_flag = 0;				//exit
			uiResoult = measure2_ult(type);//再进行一次补充的测距，将会加长40KHz信号发射的量
			*P_TimerB_Ctrl = 0x0006;	//stop timerB
		}
		uiTemp = *P_TimerB_Data;
		*P_Watchdog_Clear = 0x0001;
	}
	*P_INT_Ctrl = *P_INT_Ctrl_New&(~0x0100);	//关掉外部中断
	__asm("IRQ OFF");					//关掉总中断
	
	*P_SystemClock = uiSystem_Clock;	//恢复系统时钟的设置
	return uiResoult;
}
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//	语法格式：	void EXT1_IRQ_ult(void)
//	实现功能：	超声波测距模组的测距程序的EXT1中断服务程序，在EXT1的IRQ中断
//				中调用
//	参数：		无
//	返回值：	无
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void EXT1_IRQ_ult(void)
{
	Counter_buf = *P_TimerB_Data;		//save the timerB counter
	*P_TimerB_Ctrl = 0x0006;			//stop timerB
	*P_INT_Ctrl = *P_INT_Ctrl_New&(~0x0100);	//关掉外部中断
	*P_INT_Clear = 0xffff;				//清除中断发生标志
	EXT1_IRQ_flag = 1;					//通知测距程序，外部中断已发生
}
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//	语法格式：	unsigned int measure2_ult(void)
//	实现功能：	补充进行一次远距的测量，以保证能够获取测量结果
//	参数：		type	选择测距类型，
//				type=1		中距测距
//				type=0		短距测距
//	返回值：	所测得的距离，以厘米为单位
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unsigned int measure2_ult(unsigned int type)
{
	unsigned int Exit_flag = 1;
	unsigned int uiResoult;
	unsigned int uiSend_Timer,uiWait_Timer,uiRes_Add;
	*P_TimerA_Ctrl = 0x0006;			//stop TimerA

	*P_INT_Ctrl = *P_INT_Ctrl_New&(~0x0100);	//关掉外部中断
	__asm("IRQ OFF");					//关掉总中断
	*P_INT_Clear = 0xffff;				//清除掉中断发生标志
	
	if(type)							//根据type即测距类型，选择不同的测距参数
	{
		uiSend_Timer = LONG_SEND_TIMER2;
		uiWait_Timer = LONG_WAIT_DELAY2;
		uiRes_Add = LONG_RES_ADD2;
	}
	else
	{
		uiSend_Timer = LOW_SEND_TIMER2;
		uiWait_Timer = LOW_WAIT_DELAY2;
		uiRes_Add = LOW_RES_ADD2;
	}
	*P_TimerB_Data = 0xfed2;
	*P_TimerB_Ctrl = 0x03c0;			//enable 40KHz out
	Delay_ult(uiSend_Timer);			//delay for send the signal
	*P_TimerB_Ctrl = 0x0006;			//stop 40KHz out
	*P_TimerB_Data = 0x0000;
	*P_TimerB_Ctrl = 0x0001;			//TimerB work as a counter at 192KHz
	while(*P_TimerB_Data<uiWait_Timer)	//等待一定时间，以避开余波的干扰
	{
		*P_Watchdog_Clear = 0x0001;
	}

	*P_INT_Ctrl = *P_INT_Ctrl_New|0x0100;//打开外部中断
	*P_INT_Clear = 0xffff;				//清除中断发生标志
	__asm("IRQ ON");					//打开总中断使能
	
	EXT1_IRQ_flag = 0;					//TimerA的溢出中断的标志变量置0
	while(Exit_flag)
	{
		if(EXT1_IRQ_flag==1)			//当该变量在timerA的FIQ中断中被置1时表示接收到了回波
		{
			Exit_flag = 0;				//exit
			Counter_buf = Counter_buf+uiRes_Add;//计数值加上一定的调整数据
			uiResoult = Resoult_ult(Counter_buf);//对计数值进行处理，得出距离值
		}
		if(*P_TimerB_Data>10000)		//如计数值大于10000，表示超时
		{
			Exit_flag = 0;				//exit
			uiResoult = 0;				//error return data 0
			*P_TimerB_Ctrl = 0x0006;	//stop timerB
		}
	}
	return uiResoult;
}
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//	语法格式：	unsigned int measure_Times(unsigned int type)
//	实现功能：	组合进行共6次的测距程序，包括对6次测量结果的取平均值处理
//	参数：		type	选择测距类型，
//				type=1		中距测距
//				type=0		短距测距
//	返回值：	所测得的距离，以厘米为单位
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unsigned int measure_Times(unsigned int type)
{
	unsigned int uiResoult=0,uiMeasure_Index=0,i;
	unsigned int uiTemp_buf[6],uiTemp;
	unsigned int uiSystem_Clock;
	
	for(;uiMeasure_Index<6;uiMeasure_Index++)
	{											//循环进行四次测量
		uiTemp = measure_ult(type);				//进行一次测量，测量类型由type决定
		if(uiMeasure_Index==0)					//如果为本次测量的第一次测距，则直接保存在缓冲区第一个单元
			uiTemp_buf[0] = uiTemp;		
		else
		{										//否，则对结果进行比较，进行排序，从大到小排
			i = uiMeasure_Index;
			while(i)							//以下为排序的代码
			{
				if(uiTemp>uiTemp_buf[i-1])
				{
					uiTemp_buf[i] = uiTemp_buf[i-1];
					uiTemp_buf[i-1] = uiTemp;
				}
				else
				{
					uiTemp_buf[i] = uiTemp;
					break;						//退出排序
				}
				i--;
			}
		}
		//两次测量之间的延时等待，利用以下代码软仿真时的cycles数结合设置的CPUCLK进行计算，大概72ms
		uiSystem_Clock = *P_SystemClock;		//将之前的系统时钟的设置用变量保存
		*P_SystemClock = 0x000b;				//设置为FSYS=24.576MHz  分频比为8
		for(i=0;i<5;i++)
		{
			Delay_ult(1000);						//调用延时程序
			*P_Watchdog_Clear = 0x0001;
		}
		*P_SystemClock = uiSystem_Clock;		//恢复系统时钟设置
		//此处延时结束
	}
	//对6次测距的结果进行处理
	if(uiTemp_buf[5]==0)
	{											//如果缓冲区中的最小的测距值为0，则采用中间4个数据进行平均
		uiResoult = uiTemp_buf[1]+uiTemp_buf[2]+uiTemp_buf[3]+uiTemp_buf[4];
		uiResoult = uiResoult/4;
	}
	else
	{											//否则就取后5个数据进行平均
		uiResoult = uiTemp_buf[1]+uiTemp_buf[2]+uiTemp_buf[3]+uiTemp_buf[4]+uiTemp_buf[5];
		uiResoult = uiResoult/5;
	}
	return uiResoult;
}