超声波测距技术是一种广泛应用于各种距离检测和物体定位的非接触式测量方法，而C语言则是实现这种技术的常用编程语言之一。80C51单片机以其高效、灵活的特点，常被用于此类嵌入式系统设计。本文将深入探讨C语言在80C51单片机上实现超声波测距的原理、步骤以及关键代码段。
超声波测距的基本原理是利用超声波的发射与接收时间差来计算目标距离。超声波发射器发送一个脉冲信号，当这个信号遇到障碍物后反射回来，被接收器捕获。通过测量发射和接收的时间差，我们可以根据声速（大约343米/秒）计算出目标的距离。
在80C51单片机上，我们通常使用定时器来记录超声波的往返时间。当超声波发射器发出信号时，启动定时器；接收到回波时，停止定时器。时间差乘以声速再除以2，即可得到目标距离。因为声速在空气中是恒定的，所以这种方法可以实现精确的距离测量。
C语言在此过程中的作用主要体现在以下几个方面：
1. 发射控制：通过控制80C51的IO口，用C语言编写函数来驱动超声波发射器产生特定频率（例如40kHz）的脉冲信号。
2. 接收检测：同样通过C语言控制IO口，检测超声波接收器是否接收到回波。这通常涉及到中断服务程序，当接收到回波时触发中断，然后停止定时器。
3. 时间计算：利用80C51的定时器功能，C语言处理定时器溢出中断，获取时间差。
4. 数据处理：根据计算公式，将时间差转换为距离，并可能进行误差修正或数据滤波。
5. 显示或通信：将计算结果通过80C51的串行接口或其他方式输出到LCD显示屏或者通过无线模块传输至其他设备。
以下是一个简化的C语言代码示例，展示了如何在80C51单片机上实现超声波测距：
```c
#include <reg52.h>
#define TRIG P1_0 // 超声波发射引脚
#define ECHO P1_1 // 超声波接收引脚
void SendPulse() {
TRIG = 0; // 发送低电平启动脉冲
delay_us(10);
TRIG = 1; // 发送高电平
delay_us(10);
TRIG = 0; // 结束脉冲
}
unsigned int MeasureDistance() {
unsigned int distance;
ECHO = 1; // 预设为高电平，准备接收回波
SendPulse();
while (!ECHO); // 等待回波
TMOD = 0x01; // 设置定时器0为16位计数模式
TH0 = 0XFF; // 设置初始值，确保定时器溢出
TL0 = 0XFE;
ET0 = 1; // 开启定时器0中断
EA = 1; // 开启总中断
TR0 = 1; // 启动定时器
while (!ECHO); // 等待回波结束
TR0 = 0; // 停止定时器
distance = (TH0 << 8) | TL0; // 获取时间差
distance = distance * 0.017 / 2; // 转换为距离（单位：米）
return distance;
}
void delay_us(unsigned int us) {
// 实现微秒级延迟函数
}
void interrupt timer0_isr() {
TH0 = 0XFF; // 重装初值，防止溢出
TL0 = 0XFE;
ET0 = 0; // 关闭定时器中断
}
int main() {
while (1) {
unsigned int distance = MeasureDistance();
printf("Distance: %.2f m\n", distance);
delay_ms(1000); // 延时1秒，避免连续测量
}
return 0;
}
```
以上代码仅为示例，实际应用中还需要考虑更多因素，如超声波发射和接收的稳定性、抗干扰能力、电源管理等。此外，实际项目中可能会使用更复杂的数据处理算法，比如滤波技术，以提高测量精度。
C语言和80C51单片机结合，能够有效地实现超声波测距系统。通过精心设计和优化，可以在硬件性能良好的情况下，将误差控制在0.05米范围内，满足多种应用场景的需求。
超声波.zip （15个子文件） 
超声波 
练习.C 2KB
