單片機紅外對射傳感器實驗詳解附程序源碼

ID:418816 · 發(fā)表于 2018-10-31 22:26

實驗2 紅外對射傳感器實驗-V20160908

1.實驗目的

學習紅外對射傳感器工作原理；

2.實驗設(shè)備

硬件：紅外對射傳感器節(jié)點，串口線；

軟件：Keil u Vision4編譯軟件，STC下載軟件STC_ISP；

芯片手冊：配套光盤\附件\芯片手冊\紅外對射傳感器；

電路原理圖路徑：配套光盤\附件\電路原理圖；

源碼路徑：配套光盤\源代碼\傳感器原理與應用\實驗2 紅外對射傳感器實驗-V20161122；

hex文件路徑：配套光盤\源代碼\傳感器原理與應用\實驗2 紅外對射傳感器實驗-V20161122\out；

3.實驗原理

3.1 紅外對射傳感器介紹

紅外對射傳感器使用的是槽型紅外光電開關(guān)。紅外光電傳感器是捕捉紅外線這種不可見光，采用專用的紅外發(fā)射管和接收管，轉(zhuǎn)換為可以觀測的電信號。紅外光電傳感器有效地防止周圍可見光的干擾，進行無接觸探測，不損傷被測物體。紅外光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。

紅外對射傳感器的外型如圖3.1所示。槽型紅外光電開關(guān)把一個紅外光發(fā)射器和一個紅外光接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)。發(fā)光器能發(fā)出紅外光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關(guān)便動作，輸出一個開關(guān)控制信號，切斷或接通負載電流，從而完成一次控制動作。槽形開關(guān)的檢測距離因為受整體結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。

圖3.1 紅外對射傳感器

3.2 光敏傳感器的電路圖

紅外對射傳感器電路如圖3.2，U1的1,2腳為紅外發(fā)射端，3,4腳為接收端，當凹槽中有物體擋住紅外線時，3,4腳之間截止，1IN+為高電平，D4輸出高電平；當凹槽中沒有物體擋住紅外線時，3,4腳之間導通，1IN+為低電平，D4輸出低電平。

圖3.2 紅外對射傳感器電路

4.實驗步驟

4.1 編寫實驗源代碼文件

4.1.1 取紅外對射傳感器節(jié)點，打開Keil集成開發(fā)環(huán)境，打開配套光盤\源代碼\傳感器原理與應用\實驗2 紅外對射傳感器實驗-V20161122的工程文件。

4.1.2點擊左上角的Rebuild按鍵

，編譯整個工程，將生成hongwaiduishe.hex可執(zhí)行文件，該可執(zhí)行文件自動保存在配套光盤\源代碼\傳感器原理與應用\實驗2 紅外對射傳感器實驗-V20161122\out目錄下。(注意：請根據(jù)該目錄下 hongwaiduishe.hex 文件的生成時間，判斷該文件是否是自己剛剛編譯完成的。)

4.1.3 使用串口線將電腦與紅外對射傳感器節(jié)點的串口相連，將紅外對射傳感器節(jié)點上的S1開關(guān)撥打到左邊，讓STC單片機和DB9相連。

4.1.4 根據(jù) 配套光盤\第三方應用軟件\STC_ISP的STC-ISP軟件使用說明書-甄鵬-V20160423，使用STC-ISP軟件將4.1.2步中生成的可執(zhí)行hongwaiduishe.hex文件通過STC_ISP串口下載軟件下載進STC單片機中。

4.2 實驗源代碼解析

#include <STC12C5A60S2.h>
#define BUF_LENTH 128 //定義串口接收緩沖長度
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
unsigned char uart1_wr; //寫指針
unsigned char uart1_rd; //讀指針
unsigned char xdata RX0_Buffer[BUF_LENTH]; //接收緩沖
unsigned char flag;
unsigned char i;
unsigned char xdata mbus_buffer[255];
unsigned char xdata mbus_Sendbuf[255];
unsigned char xdata Crc_buf[2]; //聲明存儲CRC校驗值的高8位及低8位的緩存
unsigned int Crc_return_data; //聲明CRC校驗值
bit B_TI; //發(fā)送完成標志
sbit P1_0 = P1^0;//定義P1.0端口
// 7 6 5 4 3 2 1 0 Reset Value
//sfr ADC_CONTR = 0xBC; ADC_POWER SPEED1 SPEED0 ADC_FLAG ADC_START CHS2 CHS1 CHS0 0000,0000 //AD 轉(zhuǎn)換控制寄存器
#define ADC_OFF() ADC_CONTR = 0
#define ADC_ON (1 << 7)
#define ADC_90T (3 << 5)
#define ADC_180T (2 << 5)
#define ADC_360T (1 << 5)
#define ADC_540T 0
#define ADC_FLAG (1 << 4) //軟件清0
#define ADC_START (1 << 3) //自動清0
#define ADC_CH0 0
#define ADC_CH1 1
#define ADC_CH2 2
#define ADC_CH3 3
#define ADC_CH4 4
#define ADC_CH5 5
#define ADC_CH6 6
#define ADC_CH7 7
uint adc10_start(uchar channel);
void uart1_init(void);
void Uart1_TxByte(unsigned char dat);
void Uart1_String(unsigned char code *puts);
void delay_ms(unsigned char ms);
unsigned int cal_crc(unsigned char *snd, unsigned char num);
/*************** 用戶定義參數(shù) *****************************/
#define MAIN_Fosc 11059200UL
#define Baudrate0 9600UL
/**********************************************************/
/************** 編譯器自動生成，用戶請勿修改 *****************************/
#define BRT_Reload (256 - MAIN_Fosc / 16 / Baudrate0) //Calculate the timer1 reload value ar 1T mode
/**********************************************************/
//**********************************************************************
//函數(shù)名：main(void)
//輸入：無
//輸出：無
//功能描述：檢測紅外對射傳感器中間有無物體，用AD量表示，當返回值大于
//500判定有物體
//**********************************************************************
void main(void)
{
uint j;
uart1_init();//初始化串口
P1ASF = (1 << ADC_CH0); //STC12C5A16S2系列模擬輸入(AD)選擇ADC1(P1.0)
ADC_CONTR = ADC_360T | ADC_ON;
while(1)
{
j = adc10_start(0); //(P1.0)ADC1轉(zhuǎn)換
delay_ms(5);
if(flag==1)
{ delay_ms(5);
if(RX0_Buffer[0x03] == 0x2C)
{
mbus_Sendbuf[3] = 0x00;
mbus_Sendbuf[4] = 0x00;
if(j>500)
mbus_Sendbuf[4] = 0x01;
mbus_Sendbuf[2] = (((RX0_Buffer[0x04] * 16) + RX0_Buffer[0x05]) * 2);
mbus_Sendbuf[0] = RX0_Buffer[0];
mbus_Sendbuf[1] = 0x03;
Crc_return_data=cal_crc(mbus_Sendbuf, 5); //取得將要發(fā)送數(shù)據(jù)的CRC值
Crc_buf[0]=((Crc_return_data >> 8)&0xff); //取得CRC值的高8位
Crc_buf[1]=(Crc_return_data & 0xff); //取得CRC值的低8位
mbus_Sendbuf[5]=Crc_buf[1]; //CRC值低8位賦值給將要發(fā)送的數(shù)據(jù)的倒數(shù)第二個字節(jié)
mbus_Sendbuf[6]=Crc_buf[0]; //CRC值高8位賦值給將要發(fā)送的數(shù)據(jù)的最后一個
for(i = 0; i < 7; i++)
{
Uart1_TxByte(mbus_Sendbuf[i]);
}
flag=0;
uart1_wr=0;
}
}
}
}
//**********************************************************************
//函數(shù)名：adc10_start(uchar channel)
//輸入：ADC轉(zhuǎn)換的通道
//輸出：ADC值
//功能描述：ADC轉(zhuǎn)換
//**********************************************************************
uint adc10_start(uchar channel) //channel = 0~7
{
uint adc;
uchar i;
ADC_RES = 0;
ADC_RESL = 0;
ADC_CONTR = (ADC_CONTR & 0xe0) | ADC_START | channel;
i = 250;
do{
if(ADC_CONTR & ADC_FLAG)
{
ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG;
adc = (uint)ADC_RES;
adc = (adc << 2) | (ADC_RESL & 3);
return adc;
}
}while(--i);
return 1024;
}
/*****************************CRC校驗計算函數(shù)********************************/
unsigned int cal_crc(unsigned char *snd, unsigned char num)
{
unsigned char i, j;
unsigned int c,crc=0xFFFF;
for(i = 0; i < num; i ++)
{
c = snd[i] & 0x00FF;
crc ^= c;
for(j = 0;j < 8; j ++)
{
if (crc & 0x0001)
{
crc>>=1;
crc^=0xA001;
}
else crc>>=1;
}
}
return(crc);
}
//**********************************************************************
//函數(shù)名：uart1_init(void)
//輸入：無
//輸出：無
//功能描述：串口初始化函數(shù)，通信參數(shù)為9600 8 N 1
//**********************************************************************
void uart1_init(void)
{
PCON |= 0x80; //UART0 Double Rate Enable
SCON = 0x50; //UART0 set as 10bit , UART0 RX enable
AUXR |= 0x01; //UART0 使用BRT
AUXR |= 0x04; //BRT set as 1T mode
BRT = BRT_Reload;
AUXR |= 0x10; //start BRT
ES = 1;
EA = 1;
}
//**********************************************************************
//函數(shù)名：Uart1_TxByte(unsigned char dat)
//輸入：需要發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)
//輸出：無
//功能描述：從串口發(fā)送單字節(jié)數(shù)據(jù)
//**********************************************************************
void Uart1_TxByte(unsigned char dat)
{
B_TI = 0;
SBUF = dat;
while(!B_TI);
B_TI = 0;
}
//**********************************************************************
//函數(shù)名：Uart1_String(unsigned char code *puts)
//輸入：字符串首地址
//輸出：無
//功能描述：從串口發(fā)送字符串
//**********************************************************************
void Uart1_String(unsigned char code *puts)
{
for(; *puts != 0; puts++)
{
Uart1_TxByte(*puts);
}
}
//**********************************************************************
//函數(shù)名：UART1_RCV (void)
//輸入：無
//輸出：無
//功能描述：串口中斷接收函數(shù)
//**********************************************************************
void UART1_RCV (void) interrupt 4
{
if(RI)
{
RI = 0;
RX0_Buffer[uart1_wr++] = SBUF;
//if(++uart0_wr >= BUF_LENTH) uart0_wr = 0;
flag = 1;
}
if(TI)
{
TI = 0;
B_TI = 1;
}
}
void delay_ms(unsigned char ms)
{
unsigned int i;
do{
i = MAIN_Fosc /1400;
while(--i);
}while(--ms);
}

復制代碼

4.3 實驗運行效果

節(jié)點S1開關(guān)撥打到左邊讓STC單片機和DB9連接，打開串口調(diào)試助手，進入如圖4.1所示界面，在串口參數(shù)設(shè)置選擇正確的端口號以及9600-8-N-1串口配置，選擇16進制發(fā)送，16進制接收，把紅外對射傳感器狀態(tài)讀取指令02 03 00 2C 00 01 45 f0復制到發(fā)送區(qū)，打開串口，點擊發(fā)送： 02 03 00 2C 00 01 45 f0

凹槽沒有物體時返回：02 03 02 00 00 FC 44

凹槽有物體時返回：02 03 02 00 01 3D 84