1.项目接线

接线示意图和实物图

示意图和接线说明：

舵机控制口P1.1（定时器0中断）；

超声波Trig接P1.5 ,Echo接P1.4 ；

蜂鸣器接P2.0 口;

震动传感器接P3.2 口（外部中断0）。

实物图（未封装）：

信号传输路线

路线1：单片机P1^5引脚 ——> 超声波模块Trig引脚 ——> 超声波模块Echo引脚 ——> 单片机P1^4引脚 ——> 单片机P1^1引脚 ——> SG90舵机PWM引线

路线2：振动信号 ——> 振动传感器DO引脚 ——> 单片机P3^2引脚 ——> 单片机P1^1引脚 ——> SG90舵机PWM引线

路线3：单片机P2^0引脚 ——> 蜂鸣器I/O引脚

2.项目实现流程

基本控制逻辑

业务需求：

功能1：检测靠近时，垃圾桶自动开盖并伴随蜂鸣器滴一声，2秒后关盖

功能2：发生震动时，垃圾桶自动开盖并伴随蜂鸣器滴一声，2秒后关盖

功能3：按下按键时，垃圾桶自动开盖并伴随蜂鸣器滴一声，2秒后关盖

控制逻辑：可以看出本项目包含两三种模式。

超声波感应工作模式（配合舵机）

舵机用定时器0

超声波用定时器1

查询的方式添加按键控制（配合舵机）

查询的方式添加震动控制（配合舵机）
使用外部中断0配合震动控制

模式1（超声波控制舵机）——定时器中断

首先对初始化定时器这部分代码进行整合：我们让超声波用定时器1，让舵机用定时器0。根据定时器编程的思路，针对之前的代码修改以下东西，更改完后测试代码：

TMOD寄存器配置定时器0和1的工作模式为16位：回顾51芯片手册第7.1.1小节

定时器0：

让TMOD寄存器的高4位不变，低4位全部“置0”：TMOD &= 0XF0;

让TMOD寄存器的高4位不变，第0位“置1”：TMOD |= 0X01;

定时器1：

让TMOD寄存器的低4位不变，高4位全部“置0”：TMOD &= 0X0F;

让TMOD寄存器的低4位不变，第4位“置1”：TMOD |= 0X10;

配置定时器0和1的起始数数位置：回顾51芯片手册第7.1.1小节

定时器0：舵机定一个0.5ms出来

TL0 = 0X33;

TH0 = 0XFE;

定时器1：超声波从0开始数数

TL1 = 0;

TH1 = 0;

TCON寄存器配置定时器0和1的溢出标志位清零：

定时器0：TF0 = 0;

定时器1：TF1 = 0;

IE寄存器配置定时器0和1开启中断：回顾51芯片手册第6.2小节

定时器0：舵机需要定时器中断来软件模拟PWM

EA = 1;

ET0 = 1;

定时器1：超声波不需要定时器中断，数数就行了

TCON寄存器配置定时器0和1开始数数：

定时器0：TR0 = 1;

定时器1：TR1 = 1;

对超声波和舵机测试后的代码进行整合，经过学习，我整理出如下代码（用到的硬件是超声波传感器和舵机），接下来我们对如下代码进行优化，二次开发即可：

思路：

全局变量：sfr指令直接找到AUXR寄存器: sfr AUXR = 0X8E;    //因为AUXR没有在reg52.h中声明sbit指令找到P1这个I/O口组的第5位，用作输出口，传递tirg信号给超声波传感器:sbit ultrasonicTrig = P1^5;sbit指令找到P1这个I/O口组的第4位，用作输入口，从超声波传感器接收echo信号:sbit ultrasonicEcho = P1^4;sbit指令找到与D5这个led对应的引脚: sbit ledD5 = P3^7;sbit指令找到与D6这个led对应的引脚: sbit ledD6 = P3^6;sbit指令找到P1这个I/O口组的第1位，用作输出口，传递PWM信号给舵机: sbit sg90_servo = P1^1;//sg90_servo的传递路线是：API6 ———> 定时器0中断(中断1)定义一个在定时器0的中断服务程序中用于计数的全局变量cnt: int cnt = 0;定义一个代表舵机角度的全局变量servoAngle: int servoAngle;   //servoAngle的值需要根据舵机的参数确定，传递路线为：API6 ——> 定时器0中断(中断1)

1. 调用API1. 初始化定时器1，用于超声波传感器计时
2. 调用API5. 初始化定时器0，用于舵机绘制PWM波形图
3. 调用API6. 初始化舵机到0度转动位置，让垃圾桶处于关盖状态
4. while死循环，不断用超声波传感器测出距离，达到临界值后转动舵机，同时用led进行测试4.1 调用API2. 获取超声波传感器与障碍物的距离，保存在变量distance中:distance = get_distance();4.2 判断距离是否小于10cm，判据是distance < 104.2.1 如果是，调用API9. 让舵机带动垃圾桶盖处于打开状态:调用API9: openStatus();4.2.2 否则，调用API10. 让舵机带动垃圾桶盖处于关闭状态:调用API10:closeStatus();

中断1: 封装定时器0的中断服务程序， void Timer0_Routine()   interrupt 1
//每当定时器0爆表都会由硬件自动调用该函数，目的是用定时器中断软件模拟PWM波形，输出给SG90舵机1.1 修改代表数数次数的循环变量cnt，让其自加1: cnt++;1.2 程序清零：令溢出标志位TF0“置0”: TF0 = 0;1.3 重新初始化寄存器TL0和TH0，重新确定计数起点:TL0 = 0X33;TH0 = 0xFE;1.4 判断是否数到与角度对应的数值，其中舵机0度位置对应数值1，即高电平0.5ms，...，舵机135度位置对应数值4，即高电平2.0ms, 判据是cnt <= servoAngle//内在逻辑：根据设置的转动角度servoAngle，实时绘制PWM波形图//注意事项: 判据到底有没有等于号要根据你在main函数中初始化的PWM波形图进行选择1.4.1 如果是，说明需要把电平拉高: sg90_servo = 1;1.4.2 否则，把电平拉低:  sg90_servo = 0;1.5 判断是否到达20ms，即是否爆表40次，判据是cnt == 40//内在逻辑：利用40次爆表，确定PWM波形的周期是20ms1.5.1 如果是，说明需要重置cnt: cnt = 0;1.5.2 否则，啥也不干

/* 一级函数：f1 f2 f5 f6 f9 f10 */
f1. 封装初始化定时器1的API: void initT1();
//用于超声波传感器测距，所以不着急开始数数，也不需要开启中断f1.1 禁用ALE信号，降低单片机时钟对外界的电磁辐射: AUXR &= 0x1F;f1.2 通过TMOD寄存器配置定时器16位工作模式:TMOD &= 0X0F;TMOD |= 0X10;  f1.3 通过TL0和TH0寄存器，初始化定时器，从0开始数数:TL1 = 0;TH1 = 0;
f2. 封装利用超声波传感器计算距离的API: double get_distance();f2.1 调用API3. 给超声波的trig端口至少10us的高电平: start_ultrasonic();f2.2 echo引脚由低电平跳转到高电平代表开始发送超声波，波发出的那一下开始启动定时器根据超声波时序图，用空循环体，暂时卡死程序: while(ultrasonicEcho == 0);定时器开始计时: TR1 = 1;f2.3 echo引脚由高电平跳转到低电平代表波返回来了，停止定时器计数根据超声波时序图，用空循环体，暂时卡死程序: while(ultrasonicEcho == 1);定时器停止计时: TR1 = 0;f2.4 根据定时器数一次用时1.085us的特点，计算超声波发送和返回经历的时间，保存在变量time中:time = ((TH1<<8) + TL1)*1.085;f2.5 根据公式计算出超声波传感器和障碍物之间的距离，保存在变量distance中:distance = time * 0.034 / 2;    //确定量纲: 340m/s = 34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/usf2.6 定时器1清零:TL1 = 0;TH1 = 0;f2.7 返回distance
f5. 封装初始化定时器0的API，在11.0592MHz的晶振频率下定0.5ms出来: void initT0();
//用于绘制舵机的PWM波形图，0.5ms是控制舵机的最小时间单位f5.1 禁用ALE信号，降低单片机时钟对外界的电磁辐射: AUXR &= 0x1F;f5.2 通过TMOD寄存器配置定时器16位工作模式:TMOD &= 0XF0;TMOD |= 0X01;  f5.3 通过TL0和TH0寄存器，初始化定时器，定一个0.5ms出来:TL0 = 0x33;TH0 = 0xFE;f5.4 让溢出标志位清零: TF0 = 0;f5.5 打开定时器0的中断开关:EA = 1;ET0 = 1;f5.6 通过TCON寄存器的运行控制位TR0，让定时器开始数数: TR0 = 1;
f6. 封装初始化舵机位置的API: void initSG90_0degree();f6.1 调用API8. 让系统稳定一下，减少软件模拟PWM信号的误差: Delay300ms();f6.2 修改全局变量sg90_servo，让PWM波形从低电平开始: sg90_servo = 0;f6.3 修改全局变量servoAngle，让舵机初始角度为0度:servoAngle = 1;cnt = 0;
f9. 封装舵机带动垃圾桶盖处于打开状态的API: void openStatus();f9.1 用LED作为测试:ledD5 = 0;ledD6 = 1;f9.2 修改全局变量servoAngle，让舵机转到135度位置，并保持2s时间servoAngle = 4;cnt = 0;调用API7: Delay2000ms();
f10. 封装舵机带动垃圾桶盖处于关闭状态的API: void closeStatus();f10.1 用LED作为测试:ledD5 = 1;ledD6 = 0;f10.2 修改全局变量servoAngle，让舵机转到0度位置，仅维持0.15s时间servoAngle = 1;cnt = 0;调用API11: Delay150ms();

/* 二级函数: f3 f4 f7 f8 f11 */
f3. 封装启动超声波传感器的API: void start_ultrasonic();f2.1 修改全局变量ultrasonicTrig，让它一开始处于低电平: ultrasonicTrig = 0;f2.2 修改全局变量ultrasonicTrig，让它处于高电平，并保持10μs:ultrasonicTrig = 1;调用API4: Delay10us();f2.3 修改全局变量ultrasonicTrig，让它回到低电平:
f4. 封装软件延时10微秒的API，用于给超声波传感器trig引脚10us的高电平: void Delay10us();
f7. 封装软件延时2s的API，用于打开垃圾桶盖时，即使感应不到物体也能保持开盖: void Delay2000ms();
f8. 封装软件延时0.3s的API，用于稳定程序，减少软件模拟PWM信号的误差: void Delay300ms();
f11. 封装软件延时0.15s的API，用于防止物体快速接近传感器时也会转动舵机的情况（有点像消抖）: void Delay150ms();

代码：

#include "reg52.h"
#include "intrins.h"sfr AUXR            = 0x8E;
sbit ultrasonicTrig = P1^5;
sbit ultrasonicEcho = P1^4;
sbit ledD5          = P3^7;
sbit ledD6          = P3^6;
sbit sg90_servo     = P1^1;
int cnt = 0;
int servoAngle;/* API1: 定时器T1的初始化@11.0592MHz，我们不关心初值，从0开始计算就行，用于超声波传感器 */
void initT1();
/* API2. 超声波计算距离 */
double get_distance();
/* API3: 启动超声波传感器 */
void start_ultrasonic();
/* API4: 软件延时10微秒，用于给超声波传感器trig引脚10us的高电平 */
void Delay10us();
/* API5: 定时器T0的初始化，定0.5ms出来@11.0592MHz，用于舵机 */
void initT0();
/* API6. 初始化sg90舵机到0度位置 */
void initSG90_0degree();
/* API7: 软件延时2s，用于打开垃圾桶盖时，即使感应不到物体也能保持开盖2s */
void Delay2000ms();
/* API8: 软件延时0.3s，用于稳定程序，减少软件模拟PWM信号的误差 */
void Delay300ms();
/* API9: 测试，代表舵机带动垃圾桶盖打开状态 */
void openStatus();
/* API10: 测试，代表舵机带动垃圾桶盖关闭状态 */
void closeStatus();
/* API11. 软件延时0.15s，用于在关盖状态进行延时，防止物体快速接近传感器时也会转动舵机 */
void Delay150ms();void main(void)
{double distance;initT1();               //定时器1用于超声波传感器initT0();               //定时器0用于舵机initSG90_0degree();     //初始化舵机，让垃圾桶处于关盖状态while(1){distance = get_distance();if(distance < 10){         openStatus();}else{closeStatus();}}
}void initT1()
{AUXR &= 0x1F;       //禁用ALE信号，降低单片机时钟对外界的电磁辐射TMOD &= 0X0F;        TMOD |= 0X10;       //配置定时器1为16位工作模式TL1 = 0;       TH1 = 0;            //初始化定时器，从0开始就行//定时器1不着急开始数数
}double get_distance()
{double time;double distance;/* 1.给超声波的trig端口至少10us的高电平 */start_ultrasonic();/* 2.echo引脚由低电平跳转到高电平代表开始发送超声波，波发出的那一下开始启动定时器 */while(ultrasonicEcho == 0); //空循环体，暂时卡死程序TR1 = 1;/* 3.echo引脚由高电平跳转到低电平代表波返回来了，停止定时器计数 */while(ultrasonicEcho == 1); //空循环体，暂时卡死程序TR1 = 0;/* 4.计算超声波发送和返回经历的时间 */time = ((TH1<<8) + TL1)*1.085;  //us为单位/* 5.计算出超声波传感器和障碍物之间的距离，先确定量纲: 340m/s = 34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/us */distance = time * 0.034 / 2;    //cm为单位/* 6.定时器1清零，重新计时 */TL1 = 0;TH1 = 1;return distance;
}void start_ultrasonic()
{ultrasonicTrig = 0;ultrasonicTrig = 1;Delay10us();ultrasonicTrig = 0;
}void Delay10us()        //@11.0592MHz
{unsigned char i;i = 2;while (--i);
}void initT0()
{AUXR &= 0x1F;       //禁用ALE信号，降低单片机时钟对外界的电磁辐射TMOD &= 0XF0;        TMOD |= 0X01;       //配置定时器0为16位工作模式TL0 = 0x33;    TH0 = 0xFE;         //初始化定时器，定一个0.5ms出来TF0 = 0;            //让溢出标志位清零EA = 1;             //打开总中断EAET0 = 1;            //打开定时器0的中断ET0TR0 = 1;            //定时器0开始数数
}void initSG90_0degree()
{Delay300ms();           //让系统稳定一下sg90_servo = 0;         //初始化PWM波形从低电平开始servoAngle = 1;         //初始角度是0度cnt = 0;
}//定时器0的中断服务程序，目的是用定时器中断软件模拟PWM波形，输出给SG90舵机
void Timer0_Routine()   interrupt 1
{cnt ++;TF0 = 0;TL0 = 0x33;TH0 = 0xFE;if(cnt <= servoAngle){    //根据设置的转动角度，实时绘制PWM波形图sg90_servo = 1;}else{sg90_servo = 0;}if(cnt == 40){            //利用40次爆表，确定PWM波形的周期是20mscnt = 0;}
}void Delay2000ms()      //@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 15;j = 2;k = 235;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void Delay300ms()       //@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 3;j = 26;k = 223;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void openStatus()
{ledD5 = 0;ledD6 = 1;servoAngle = 4;     //舵机转到135度位置cnt = 0;Delay2000ms();
}void closeStatus()
{ledD5 = 1;ledD6 = 0;servoAngle = 1;     //舵机转到0度位置cnt = 0;Delay150ms();
}void Delay150ms()       //@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 2;j = 13;k = 237;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}

模式2（查询法按键控制舵机）

初步思路：

全局变量 | 增加：
1. sbit指令找到P2这个I/O口组的第1位，用作输入口，代表开发板上的按键SW1: sbit SW1 = P2^1;

main函数 | 修改第4.2步的逻辑：
......
......
4. while死循环，不断用超声波传感器测出距离，达到临界值后转动舵机，同时用led进行测试4.1 调用API2. 获取超声波传感器与障碍物的距离，保存在变量distance中:distance = get_distance();4.2 判断距离是否小于10cm或者是否按下SW1按键，判据是distance < 10 || SW1 == 02.2.1 如果是，调用API9. 让舵机带动垃圾桶盖处于打开状态:调用API9: openStatus();2.2.2 否则，调用API10. 让舵机带动垃圾桶盖处于关闭状态:调用API10: closeStatus();

这个程序中，是否需要给按键额外一个软件消抖？答：不需要，因为distance > 10是大概率事件，所以一般情况下程序总是在调用closeStatus()函数，我们回顾这个函数中实际上有加上一个150ms的延时，所以模式2中不需要再给按键额外的软件消抖了。

模式3（查询法振动控制舵机）——外部中断

==选用P3^{2口作为振动传感器接线口的原因==：一会儿我们要用外部中断实现该模式，而查阅51单片机开发板原理图，P3}2口是复用引脚，可以作为外部中断0。

初步思路：

全局变量 | 增加：
1. sbit指令找到P3这个I/O口组的第2位，用作输入口，获取振动传感器信号: sbit vibrate = P3^2;

main函数 | 继续修改第4.2步的逻辑：
......
......
4. while死循环，不断用超声波传感器测出距离，达到临界值后转动舵机，同时用led进行测试4.1 调用API2. 获取超声波传感器与障碍物的距离，保存在变量distance中:distance = get_distance();4.2 判断距离是否小于10cm，或者是否按下SW1按键，或者受到振动，判据是:distance < 10 || SW1 == 0 || vibrate == 04.2.1 如果是，调用API9. 让舵机带动垃圾桶盖处于打开状态:调用API9: openStatus();4.2.2 否则，调用API10. 让舵机带动垃圾桶盖处于关闭状态:调用API10: closeStatus();

出现的BUG：有时候受到振动了，但是振动传感器上的指示灯短暂亮了一下就又灭掉了，直接表现为舵机没有转动，也就是说在高精度的场合振动传感器工作好像出现了问题。
BUG分析：这种情况和我们第一个项目《电动车报警器》出现的bug很像（在报警状态下强制解除报警模式）
- 振动传感器的电平信号维持的时间很短，而按键的低电平信号是个持续的信号，也就是说振动信号没有按键信号稳定和持久，这是一方面。
- 另一方面，因为distance > 10是大概率事件，所以一般情况下程序总是在调用closeStatus()函数，我们回顾这个函数中实际上有加上一150ms的延时，所以振动传感器的信号很有可能在这150ms以内被丢失掉了，没有及时被捕获到。
解决方法：外部中断。

**外部中断0的中断号是什么？**查阅51芯片手册的6.1小节：

解释：

外部中断的中断号是0。

中断开关有两个，分别是EX0和EA。

暂时不用考虑IE0，图中可以看出，它类似于定时器的溢出标志位TF0。

外部中断0的中断开关是什么？查阅51芯片手册的6.2小节：

解释：

在IE这个寄存器的第0位，也就是EX0，是外部中断0的中断开关，高电平代表中断开启。可以把EX0理解为：enable extern 0

外部中断0什么时候触发？查阅中断触发行为：

解释：

外部中断有两种触发方式可以配置，一种是下降沿触发，一种是低电平触发。

下降沿触发由TCON寄存器的第0位，也就是IT0 进行配置，高电平代表下降沿触发。

低电平触发也由TCON寄存器的第0位，也就是IT0 进行配置，低电平代表低电平触发。

最终思路：

全局变量 | 增加
1. 代表是否受到振动的状态标志位，默认是0: char vibrate_falg = 0;  //1表示受到振动

main函数 | 继续修改第4步开始的逻辑：
......
......
4. 调用API12. 初始化外部中断0，用于振动传感器控制舵机
5. while死循环，不断用超声波传感器测出距离，达到临界值后转动舵机，同时用led进行测试5.1 调用API2. 获取超声波传感器与障碍物的距离，保存在变量distance中:distance = get_distance();5.2 判断距离是否小于10cm，或者是否按下SW1按键，或者受到振动，判据是:distance < 10 || SW1 == 0 || vibrate_flag == 05.2.1 如果是:调用API9，让舵机带动垃圾桶盖处于打开状态: openStatus();将状态标志位vibrate_flag程序“置0”：vibrate_flag = 0;5.2.2 否则，调用API10. 让舵机带动垃圾桶盖处于关闭状态:调用API10: closeStatus();

中断 | 增加
中断0: 封装外部中断0的中断服务程序， void INT0_Routine()   interrupt 0
//每当检测到P3^2引脚出现低电平，都会由硬件自动调用该函数，目的是检测到振动传感器的低电平后，挂起closeStatus()函数，立马记住低电平状态0.1 修改状态标志位vibrate_flag: vibrate_flag = 1;

/* 一级函数：f1 f2 f5 f6 f9 f10 */ | 增加
f12. 封装初始化外部中断0的API，用于振动传感器控制舵机f12.1 通过TCON寄存器的ITO位，令外部中断0的触发方式为低电平触发，匹配振动传感器: IT0 = 0;f12.2 通过总中断EA和IE寄存器的EX0位，开启外部中断0：EA = 1;EX0 = 1;

Debug成功，完事

最后加入蜂鸣器，我将它的I/O口接在了单片机的P2^0口。程序中简单修改openStatus()函数即可，另外，对于超声波传感器一直感应到distance<10时蜂鸣器还在那响，甚至垃圾桶出现了“抽抽”的情况（因为cnt在开盖状态下又被赋值为0了），我们的解决方法是定义一个记录上一次舵机角度的全局变量lastAngle。思路如下：

全局变量 | 增加
1. sbit指令找到P2这个I/O口组的第0位，用作输出口，控制蜂鸣器: sbit buzzer = P2^0;
2. 定义记录上一次舵机角度的全局变量lastAngle: char lastAngle;
//lastAngle的传递路线为：initSG90_0degree() ——> openStatus(); 或 closeStatus();

/* 一级函数：f1 f2 f5 f6 f9 f10 */ | 修改
f6. 封装初始化舵机位置的API: void initSG90_0degree();f6.1 调用API8. 让系统稳定一下，减少软件模拟PWM信号的误差: Delay300ms();f6.2 修改全局变量sg90_servo，让PWM波形从低电平开始: sg90_servo = 0;f6.3 修改全局变量servoAngle，让舵机初始角度为0度: servoAngle = 1;cnt = 0;
f9. 封装舵机带动垃圾桶盖处于打开状态的API: void openStatus();f9.1 修改全局变量servoAngle，让舵机转到135度位置，不着急令cnt=0servoAngle = 4;f9.2 判断这次的角度是否和上次的角度不一样，判据是: servoAngle != lastAnglef9.2.1 如果是，说明需要做出动作f9.2.1.1 程序清零cnt: cnt = 0;f9.2.1.2 用LED作为测试: ledD5 = 0;ledD6 = 1;f9.2.1.3 利用已有的延时函数，让蜂鸣器响0.3s:buzzer = 0;调用API8: Delay300ms();buzzer = 1;f9.2.2 否则，啥也不干f9.3 不管上一次角度是否等于这次角度，总是要更新最后一次角度值，并延时2slastAngle = servoAngle;调用API7: Delay2000ms();
f10. 封装舵机带动垃圾桶盖处于关闭状态的API: void closeStatus();f10.1 用LED作为测试: ledD5 = 1;ledD6 = 0;f10.2 修改全局变量servoAngle和lasrAngle，让舵机转到0度位置，仅维持0.15s时间servoAngle = 1;cnt = 0;修改全局变量lastAngle: lastAngle = servoAngle;调用API11: Delay150ms();f9.

代码心得：

基于之前的代码做二次开发时，我们先将之前的代码烧录到单片机中进行验证：确保接线没问题、确保代码能正常运行来完成所需功能。

可以优化的地方：

BUG：超声波传感器没有被供电时，按键和振动传感器是无效的，无法驱动舵机转动。原因：在我们main函数第4.1点中有这么一条语句：distance = get_distance();。再回顾我在get_distance()函数中写的一条暂停程序的语句：while(ultraSonicEcho == 0);。所以，如果程序不给超声波传感器上电，那么get_distance()函数永远会卡死在那里，因为无法发送超声波，也无法接收回超声波。

总体思路：将上面的三种模式的思路组合在一起就行了，最后确认一全局变量的传递路线

全局变量：
1.sfr指令直接找到AUXR寄存器: sfr AUXR = 0X8E;    //因为AUXR没有在reg52.h中声明
2.sbit指令找到P1这个I/O口组的第5位，用作输出口，传递tirg信号给超声波传感器:sbit ultrasonicTrig = P1^5;
3.sbit指令找到P1这个I/O口组的第4位，用作输入口，从超声波传感器接收echo信号:sbit ultrasonicEcho = P1^4;
4.sbit指令找到与D5这个led对应的引脚: sbit ledD5 = P3^7;
5.sbit指令找到与D6这个led对应的引脚: sbit ledD6 = P3^6;
6.sbit指令找到P1这个I/O口组的第1位，用作输出口，绘制PWM信号给舵机: sbit sg90_servo = P1^1;
//sg90_servo的传递路线是：initSG90_0degree() ———> 定时器0中断(中断1)
7.定义一个在定时器0的中断服务程序中用于计数的全局变量cnt: int cnt = 0;
8.定义一个代表舵机角度的全局变量servoAngle: int servoAngle;
//servoAngle的值需要根据舵机的参数确定，传递路线为：
//路线1. initSG90_0degree() ——> 定时器0中断(中断1)
//路线2. openStatus() ——> lastAngle ——> 定时器0中断(中断1)
//路线3. closeStatus ——> lastAngle ——> 定时器0中断(中断1)
9.sbit指令找到P2这个I/O口组的第1位，用作输入口，代表开发板上的按键SW1: sbit SW1 = P2^1;
10. 定义代表是否受到振动的状态标志位，默认是0: char vibrate_falg = 0;
//vibrate_flag的传递路线是：外部中断0(中断0) ——> main函数
11.sbit指令找到P2这个I/O口组的第0位，用作输出口，控制蜂鸣器: sbit buzzer = P2^0;
12.定义记录上一次舵机角度的全局变量lastAngle: char lastAngle;
//lastAngle的传递路线为：initSG90_0degree() ——> openStatus(); 或 closeStatus();

1. 调用API1. 初始化定时器1，用于超声波传感器计时
2. 调用API5. 初始化定时器0，用于舵机绘制PWM波形图
3. 调用API6. 初始化舵机到0度转动位置，让垃圾桶处于关盖状态
4. 调用API12. 初始化外部中断0，用于振动传感器控制舵机
5. while死循环，不断用超声波传感器测出距离，达到临界值后转动舵机，同时用led进行测试5.1 调用API2. 获取超声波传感器与障碍物的距离，保存在变量distance中:distance = get_distance();5.2 判断距离是否小于10cm，或者是否按下SW1按键，或者受到振动，判据是:distance < 10 || SW1 == 0 || vibrate_flag == 05.2.1 如果是:调用API9，让舵机带动垃圾桶盖处于打开状态: openStatus();将状态标志位vibrate_flag程序“置0”：vibrate_flag = 0;5.2.2 否则，调用API10. 让舵机带动垃圾桶盖处于关闭状态:调用API10: closeStatus();

中断0: 封装外部中断0的中断服务程序， void INT0_Routine()   interrupt 0
//每当检测到P3^2引脚出现低电平，都会由硬件自动调用该函数，目的是检测到振动传感器的低电平后，挂起closeStatus()函数，立马记住低电平状态0.1 修改状态标志位vibrate_flag: vibrate_flag = 1;
中断1: 封装定时器0的中断服务程序， void Timer0_Routine()   interrupt 1
//每当定时器0爆表都会由硬件自动调用该函数，目的是用定时器中断软件模拟PWM波形，输出给SG90舵机1.1 修改代表数数次数的循环变量cnt，让其自加1: cnt++;1.2 程序清零：令溢出标志位TF0“置0”: TF0 = 0;1.3 重新初始化寄存器TL0和TH0，重新确定计数起点:TL0 = 0X33;TH0 = 0xFE;1.4 判断是否数到与角度对应的数值，其中舵机0度位置对应数值1，即高电平0.5ms，...，舵机135度位置对应数值4，即高电平2.0ms, 判据是cnt <= servoAngle//内在逻辑：根据设置的转动角度servoAngle，实时绘制PWM波形图//注意事项: 判据到底有没有等于号要根据你在main函数中初始化的PWM波形图进行选择1.4.1 如果是，说明需要把电平拉高: sg90_servo = 1;1.4.2 否则，把电平拉低:  sg90_servo = 0;1.5 判断是否到达20ms，即是否爆表40次，判据是cnt == 40//内在逻辑：利用40次爆表，确定PWM波形的周期是20ms1.5.1 如果是，说明需要重置cnt: cnt = 0;1.5.2 否则，啥也不干

/* 一级函数：f1 f2 f5 f6 f9 f10 f12*/
f1. 封装初始化定时器1的API: void initT1();
//用于超声波传感器，所以不着急开始数数，也不需要开启中断f1.1 禁用ALE信号，降低单片机时钟对外界的电磁辐射: AUXR &= 0x1F;f1.2 通过TMOD寄存器配置定时器16位工作模式:TMOD &= 0X0F;TMOD |= 0X10;  f1.3 通过TL0和TH0寄存器，初始化定时器，从0开始数数:TL1 = 0;TH1 = 0;
f2. 封装利用超声波传感器计算距离的API: double get_distance();f2.1 调用API3. 给超声波的trig端口至少10us的高电平: start_ultrasonic();f2.2 echo引脚由低电平跳转到高电平代表开始发送超声波，波发出的那一下开始启动定时器根据超声波时序图，用空循环体，暂时卡死程序: while(ultrasonicEcho == 0);定时器开始计时: TR1 = 1;f2.3 echo引脚由高电平跳转到低电平代表波返回来了，停止定时器计数根据超声波时序图，用空循环体，暂时卡死程序: while(ultrasonicEcho == 1);定时器停止计时: TR1 = 0;f2.4 根据定时器数一次用时1.085us的特点，计算超声波发送和返回经历的时间，保存在变量time中:time = ((TH1<<8) + TL1)*1.085;f2.5 根据公式计算出超声波传感器和障碍物之间的距离，保存在变量distance中:distance = time * 0.034 / 2;    //确定量纲: 340m/s = 34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/usf2.6 定时器1清零:TL1 = 0;TH1 = 0;f2.7 返回distance
f5. 封装初始化定时器0的API，在11.0592MHz的晶振频率下定0.5ms出来: void initT0();
//用于绘制舵机的PWM波形图，0.5ms是控制舵机的最小时间单位f5.1 禁用ALE信号，降低单片机时钟对外界的电磁辐射: AUXR &= 0x1F;f5.2 通过TMOD寄存器配置定时器16位工作模式:TMOD &= 0XF0;TMOD |= 0X01;  f5.3 通过TL0和TH0寄存器，初始化定时器，定一个0.5ms出来:TL0 = 0x33;TH0 = 0xFE;f5.4 让溢出标志位清零: TF0 = 0;f5.5 打开定时器0的中断开关:EA = 1;ET0 = 1;f5.6 通过TCON寄存器的运行控制位TR0，让定时器开始数数: TR0 = 1;
f6. 封装初始化舵机位置的API: void initSG90_0degree();f6.1 调用API8. 让系统稳定一下，减少软件模拟PWM信号的误差: Delay300ms();f6.2 修改全局变量sg90_servo，让PWM波形从低电平开始: sg90_servo = 0;f6.3 修改全局变量servoAngle，让舵机初始角度为0度:servoAngle = 1;cnt = 0;
f9. 封装舵机带动垃圾桶盖处于打开状态的API: void openStatus();f9.1 用LED作为测试:ledD5 = 0;ledD6 = 1;f9.2 修改全局变量servoAngle，让舵机转到135度位置，并保持2s时间servoAngle = 4;cnt = 0;调用API7: Delay2000ms();
f10. 封装舵机带动垃圾桶盖处于关闭状态的API: void closeStatus();f10.1 用LED作为测试:ledD5 = 1;ledD6 = 0;f10.2 修改全局变量servoAngle，让舵机转到0度位置，仅维持0.15s时间servoAngle = 1;cnt = 0;调用API11: Delay150ms();
f12. 封装初始化外部中断0的API，用于振动传感器控制舵机f12.1 通过TCON寄存器的ITO位，令外部中断0的触发方式为低电平触发，匹配振动传感器: IT0 = 0;f12.2 通过总中断EA和IE寄存器的EX0位，开启外部中断0：EA = 1;EX0 = 1;

/* 二级函数: f3 f4 f7 f8 f11 */
f3. 封装启动超声波传感器的API: void start_ultrasonic();f2.1 修改全局变量ultrasonicTrig，让它一开始处于低电平: ultrasonicTrig = 0;f2.2 修改全局变量ultrasonicTrig，让它处于高电平，并保持10μs:ultrasonicTrig = 1;调用API4: Delay10us();f2.3 修改全局变量ultrasonicTrig，让它回到低电平:
f4. 封装软件延时10微秒的API，用于给超声波传感器trig引脚10us的高电平: void Delay10us();
f7. 封装软件延时2s的API，用于打开垃圾桶盖时，即使感应不到物体也能保持开盖: void Delay2000ms();
f8. 封装软件延时0.3s的API，用于稳定程序，减少软件模拟PWM信号的误差: void Delay300ms();
f11. 封装软件延时0.15s的API，用于防止物体快速接近传感器时也会转动舵机的情况（有点像消抖）: void Delay150ms();

代码：

#include "reg52.h"
#include "intrins.h"sfr AUXR            = 0x8E;
sbit ultrasonicTrig = P1^5;
sbit ultrasonicEcho = P1^4;
sbit ledD5          = P3^7;
sbit ledD6          = P3^6;
sbit sg90_servo     = P1^1;
sbit SW1            = P2^1;
sbit vibrate        = P3^2;    //外部中断0口
sbit buzzer         = P2^0;
int cnt = 0;
char servoAngle;
char vibrate_flag = 0;
char lastAngle;/* API1: 定时器T1的初始化@11.0592MHz，我们不关心初值，从0开始计算就行，用于超声波传感器 */
void initT1();
/* API2. 超声波计算距离 */
double get_distance();
/* API3: 启动超声波传感器 */
void start_ultrasonic();
/* API4: 软件延时10微秒，用于给超声波传感器trig引脚10us的高电平 */
void Delay10us();
/* API5: 定时器T0的初始化，定0.5ms出来@11.0592MHz，用于舵机 */
void initT0();
/* API6. 初始化sg90舵机到0度位置 */
void initSG90_0degree();
/* API7: 软件延时2s，用于打开垃圾桶盖时，即使感应不到物体也能保持开盖2s */
void Delay2000ms();
/* API8: 软件延时0.3s，用于稳定程序，减少软件模拟PWM信号的误差 */
void Delay300ms();
/* API9: 测试，代表舵机带动垃圾桶盖打开状态 */
void openStatus();
/* API10: 测试，代表舵机带动垃圾桶盖关闭状态 */
void closeStatus();
/* API11. 软件延时0.15s，用于在关盖状态进行延时，防止物体快速接近传感器时也会转动舵机 */
void Delay150ms();
/* API12. 外部中断0的初始化，用于振动传感器控制舵机 */
void initINT0();void main(void)
{double distance;initT1();               //定时器1用于超声波传感器initT0();               //定时器0用于舵机initINT0();                //外部中断0用于振动传感器initSG90_0degree();     //初始化舵机，让垃圾桶处于关盖状态while(1){distance = get_distance();if(distance < 10 || SW1 == 0 || vibrate_flag == 1){       openStatus();vibrate_flag = 0;}else{closeStatus();}}
}void initT1()
{AUXR &= 0x1F;     //禁用ALE信号，降低单片机时钟对外界的电磁辐射TMOD &= 0X0F;        TMOD |= 0X10;        //配置定时器1为16位工作模式TL1 = 0;       TH1 = 0;           //初始化定时器，从0开始就行//定时器1不着急开始数数
}double get_distance()
{double time;double distance;/* 1.给超声波的trig端口至少10us的高电平 */start_ultrasonic();/* 2.echo引脚由低电平跳转到高电平代表开始发送超声波，波发出的那一下开始启动定时器 */while(ultrasonicEcho == 0);   //空循环体，暂时卡死程序TR1 = 1; /* 3.echo引脚由高电平跳转到低电平代表波返回来了，停止定时器计数 */while(ultrasonicEcho == 1);   //空循环体，暂时卡死程序TR1 = 0;/* 4.计算超声波发送和返回经历的时间 */time = ((TH1<<8) + TL1)*1.085;  //us为单位/* 5.计算出超声波传感器和障碍物之间的距离，先确定量纲: 340m/s = 34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/us */distance = time * 0.034 / 2;   //cm为单位/* 6.定时器1清零，重新计时 */TL1 = 0;TH1 = 1;return distance;
}void start_ultrasonic()
{ultrasonicTrig = 0;ultrasonicTrig = 1;Delay10us();ultrasonicTrig = 0;
}void Delay10us()       //@11.0592MHz
{unsigned char i;i = 2;while (--i);
}void initT0()
{AUXR &= 0x1F;     //禁用ALE信号，降低单片机时钟对外界的电磁辐射TMOD &= 0XF0;        TMOD |= 0X01;        //配置定时器0为16位工作模式TL0 = 0x33;        TH0 = 0xFE;            //初始化定时器，定一个0.5ms出来TF0 = 0;         //让溢出标志位清零EA = 1;             //打开总中断EAET0 = 1;            //打开定时器0的中断ET0 TR0 = 1;           //定时器0开始数数
}void initSG90_0degree()
{Delay300ms();          //让系统稳定一下sg90_servo = 0;           //初始化PWM波形从低电平开始servoAngle = 1;        //初始角度是0度cnt = 0;lastAngle = 1;
}//定时器0的中断服务程序，目的是用定时器中断软件模拟PWM波形，输出给SG90舵机
void Timer0_Routine()    interrupt 1
{cnt ++;TF0 = 0;TL0 = 0x33;TH0 = 0xFE;if(cnt <= servoAngle){     //根据设置的转动角度，实时绘制PWM波形图sg90_servo = 1;}else{sg90_servo = 0;}if(cnt == 40){            //利用40次爆表，确定PWM波形的周期是20mscnt = 0;}
}void Delay2000ms()     //@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 15;j = 2;k = 235;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void Delay300ms()      //@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 3;j = 26;k = 223;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void openStatus()
{servoAngle = 4;       //舵机转到135度位置if(servoAngle != lastAngle){cnt = 0;ledD5 = 0;ledD6 = 1;buzzer = 0;Delay300ms();buzzer = 1;}lastAngle = servoAngle;  //不管上一次角度是否等于这次角度，总是要更新最后一次角度值Delay2000ms();
}void closeStatus()
{ledD5 = 1;ledD6 = 0;servoAngle = 1;     //舵机转到0度位置cnt = 0;lastAngle = servoAngle;Delay150ms();
}void Delay150ms()      //@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 2;j = 13;k = 237;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void initINT0()
{IT0 = 0;  //外部中断0的触发方式为低电平触发，匹配振动传感器EA = 1;EX0 = 1;  //开启外部中断0
}//外部中断0的中断服务程序，目的是检测到振动传感器的低电平后，挂起closeStatus()函数，立马记住低电平状态
void INT0_Routine()    interrupt 0
{vibrate_flag = 1;
}

感应开关盖垃圾桶项目实现.md相关推荐

超声波、震动感应开关盖垃圾桶（教程里面提供源码）
前言: 基于前面学习的知识,这次我们利用一个项目来做一个总结:超声波.震动感应开关盖垃圾桶.话不多说,先来看一下效果展示: 超声波,震动感应,开关垃圾捅 1.项目概述功能描述检测靠近时,垃圾桶自动 ...
智能开盖垃圾桶项目详解
通过两天时间,终于把这项目弄出来了,所用到硬件是WemosD1开发板,基于Arduino开发板的,软件是Arduino开发环境.及一些简要的环境配置.项目涉及到的模块如下: 超声波模块超声波传感器模 ...
【STC89C52RC】感应开关盖垃圾桶
功能描述检测靠近时,垃圾桶自动开盖,2秒后关盖发生震动时,垃圾桶自动开盖,2秒后关盖按下按键时,垃圾桶自动开盖,2秒后关盖硬件展示 SG90 舵机,超声波模块,震动传感器震动传感器模块舵机 ...
基于Wemos的智能感应开盖垃圾桶——日记
参考:基于Wemos的智能感应开盖垃圾桶--日记作者:9art0 发布时间:2020-09-24 00:40:59 网址:https://blog.csdn.net/GatoWong/article ...
基于Wemos的感应开盖垃圾桶
基于Wemos的感应开盖垃圾桶一.绪论 1.研究背景 2.研究意义二.系统总体设计方案 1.设计思路 2.硬件平台功能介绍 3.软件开发环境三.设计思路实现步骤 1.Wemos的IO口研究驱动蜂 ...
基于STM32F103C8T6的超声波与舵机综合应用的垃圾桶项目
#一.垃圾桶项目简介 #二.超声波代码 #三.舵机代码 #四.串口代码 #五.联合代码(主函数) 一.垃圾桶项目简介利用超声波测距原理,感应到有人靠近垃圾桶会使能舵机打开垃圾桶盖. 超声波部分舵机 ...
基于Wemos的智能感应开盖垃圾桶
基于Wemos的智能感应开盖垃圾桶前言硬件部分软件部分一.舵机控制二.超声波控制三.项目整体代码思考前言记录嵌入式学习的第一个小项目吧,基于Wemos的智能感应开盖垃圾桶(上官可编程 ...
基于Wemos D1的智能感应开盖垃圾桶
硬件:这个项目我们主要用到的东西有环保型垃圾桶,Wemos D1模块,舵机,超声波模块,串口助手,若干条杜邦线等等. 环境:arduino 思路:首先这个项目又超声波,wemos d1模块,舵机SG9 ...
基于Wemos D1的感应开盖垃圾桶
参考:基于Wemos D1的感应开盖垃圾桶(增加自己的代码实现部分) 作者:LEO-max 发布时间:2020-12-29 15:21:26 网址:https://blog.csdn.net/zouc ...

感应开关盖垃圾桶项目实现.md