超音波センサーで物体の距離を測ってみます

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《配線図》

《サンプルプログラム》

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#include <xc.h>
#include "skMonitorLCD.h"

#define _XTAL_FREQ 8000000    // delay用に必要(クロック8MHzを指定)
#define TIME_OVER  30000      // 超音波センサーから無返答時のタイムアウト時間(30ms)
#define T1COUT     35536      // タイマー１用カウントの初期値(65536-30000:30msカウント)

unsigned int UMS_info ;

// コンフィギュレーション１の設定
#pragma config FOSC = INTOSC    // 内部ｸﾛｯｸを使用する(INTOSC)
#pragma config WDTE = OFF       // ｳｵｯﾁﾄﾞｯｸﾞﾀｲﾏｰ無し(OFF)
#pragma config PWRTE = ON       // 電源ONから64ms後にﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑを開始する(ON)
#pragma config MCLRE = OFF      // 外部ﾘｾｯﾄ信号は使用せずにﾃﾞｼﾞﾀﾙ入力(RA5)ﾋﾟﾝとする(OFF)
#pragma config CP = OFF         // ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑﾒﾓﾘｰを保護しない(OFF)
#pragma config CPD = OFF        // ﾃﾞｰﾀﾒﾓﾘｰを保護しない(OFF)
#pragma config BOREN = ON       // 電源電圧降下常時監視機能ON(ON)
#pragma config CLKOUTEN = OFF   // CLKOUTﾋﾟﾝをRA6ﾋﾟﾝで使用する(OFF)
#pragma config IESO = OFF       // 外部・内部ｸﾛｯｸの切替えでの起動はなし(OFF)
#pragma config FCMEN = OFF      // 外部ｸﾛｯｸ監視しない(FCMEN_OFF)

// コンフィギュレーション２の設定
#pragma config WRT = OFF        // Flashﾒﾓﾘｰを保護しない(OFF)
#pragma config PLLEN = OFF      // 動作クロックを32MHzでは動作させない(OFF)
#pragma config STVREN = ON      // スタックがオーバフローやアンダーフローしたらリセットをする(ON)
#pragma config BORV = HI        // 電源電圧降下常時監視電圧(2.5V)設定(HI)
#pragma config LVP = OFF        // 低電圧プログラミング機能使用しない(OFF)

//  割り込みの処理
void interrupt InterFunction( void )
{
     // コンパレータ関連の割込み処理
     // センサーから返答があった場合の処理(物体からの反射有り)
     if (C2IF == 1) {
          TMR1ON = 0 ;                       // TMR1カウント停止
          UMS_info = TMR1L ;                 // カウント値を記録する
          UMS_info = UMS_info | (TMR1H << 8) ;
          UMS_info = UMS_info - T1COUT ;
          TMR1H = (T1COUT >> 8) ;            // カウント値の再設定
          TMR1L = (T1COUT & 0x00ff) ;
          C2IF = 0 ;                         // コンパレータ割込フラグをリセット
     }
     // タイマー１の割込み処理
     // センサーから返答がない場合の処理(物体からの反射がない、近くに物体が無い)
     if (TMR1IF == 1) {
          TMR1ON = 0 ;                       // TMR1カウント停止
          UMS_info = TIME_OVER ;             // カウント値は時間切れ
          TMR1H = (T1COUT >> 8) ;            // カウント値の再設定
          TMR1L = (T1COUT & 0x00ff) ;
          TMR1IF = 0 ;                       // タイマー1割込フラグをリセット
     }
}
// 超音波センサーから距離を読込む処理
// temp:現在の温度を設定する  correction:距離補正
int UsonicMeasurRead(int temp,int correction)
{
     unsigned long t ;
     int ans ;

     ans = 0 ;
     // 超音波センサーの送信側に40KHzPWM信号を200us出力を行う
     TMR4ON = 1 ;                       // TMR4(PWM)スタート
     __delay_us(200) ;
     TMR4ON = 0 ;                       // TMR4(PWM)ストップ
     // 超音波センサーの受信側からの返答を待つ
     TMR1ON   = 1 ;                     // TMR1カウント開始
     UMS_info = 0 ;
     while(UMS_info == 0) ;             // 反射波の受信を待つ
     // 返答時間から距離を求める
     if (UMS_info < TIME_OVER) {
          t = 331500 + (600 * temp) ;   // 音波の伝搬する速度を求める
          t = (t * UMS_info) / 1000000 ;// 距離の計算
          ans = t / 2 ;                 // 往復なので÷2
          ans = ans + correction ;      // 距離の補正値を加える
     }
     return ans ;                       // mmの距離を返す
}
// メインの処理関数
void main()
{
     int val ;

     OSCCON = 0b01110010 ;    // 内部クロックは８ＭＨｚとする
     ANSELA = 0b00000010 ;    // AN0-AN4はAN1のみ使用、他は全てデジタルI/Oとする
     ANSELB = 0b00000000 ;    // AN5-AN11は使用しない全てデジタルI/Oとする
     TRISA  = 0b00000010 ;    // ピン(RA)はRA1のみ入力、他は全て出力に割当てる(RA5は入力専用)
     TRISB  = 0b00000000 ;    // ピン(RB)は全て出力に割当てる
     PORTA  = 0b00000000 ;    // RA出力ピンの初期化(全てLOWにする)
     PORTB  = 0b00000000 ;    // RB出力ピンの初期化(全てLOWにする)
     // 反射波時刻カウント用タイマー１の設定(1カウントは1us)
     T1CON   = 0b01110000 ;   // クロックソースはFosc、プリスケーラ1/8、
     TMR1H   = (T1COUT >> 8) ;// 30000(30ms)までカウントさせる
     TMR1L   = (T1COUT & 0x00ff) ;
     TMR1IF  = 0 ;            // TIMER1のフラグを0にする
     TMR1IE  = 1 ;            // TIMER1の割込みを許可する
     // ＰＷＭの設定(CCP2でシングル出力:タイマー４使用)
     CCP2CON = 0b00001101 ;   // PWM機能(シングル出力:相補を行う)を使用
     CCP2SEL = 0 ;            // P2Aは12番ピンのRB6を使用する
     P2BSEL  = 0 ;            // P2Bは13番ピンのRB7を使用する
     PSTR2CON= 0b00000011 ;   // P2AをPWM出力する、P2Bは反転出力
     CCPTMRS = 0b00000100 ;   // ECCP2機能はTimer4を使用する
     T4CON   = 0b00000000 ;   // TMR4プリスケーラ値を１倍に設定
     CCPR2L  = 24 ;           // デューティ値はは50％ほどで初期化
     CCPR2H  = 0 ;
     TMR4    = 0 ;            // タイマー4カウンターを初期化
     PR4     = 49 ;           // PWMの周期を設定（40KHzで設定）
     // ＤＡＣの設定(約2.0Vをコンパレータの閾値とする)
     DACCON0 = 0b11000000 ;   // VDD/VSSを使用、DACOUTピン(RA2)使わない
     DACCON1 = 13 ;           // 約2.0Vを出力( 5V*(13/2^5)=2.03125 )
     // コンパレータ２の設定(割込みで利用)
     CM2CON0 = 0b10010110 ;   // −＞＋でON、高速モード、出力は反転、ヒステリシス有効
     CM2CON1 = 0b10010001 ;   // 立上りで割込み利用、＋はDAC入力、−はRA1から入力
     C2IF    = 0 ;            // コンパレータ２割込フラグを0にする
     C2IE    = 1 ;            // コンパレータ２割込みを許可する
     // 周辺装置全体の割り込みを許可
     PEIE    = 1 ;            // 周辺装置割り込み有効
     GIE     = 1 ;            // 全割込み処理を許可する
     // ＬＣＤモニターに送信出来る様に初期化する
     MonitorInit() ;

     while(1) {
          // LCDモニター画面の消去を行う
          MonitorPutc(0x11) ;
          MonitorPuts("                ") ;
          MonitorPutc(0x11) ;
          // 20℃と言う事でセンサーから距離を読込む、20mm程誤差が有るので足して置く
          val = UsonicMeasurRead(20,20) ;
          // モニターにｃｍで表示を行う
          MonitorPutd((unsigned char)(val/10)) ;
          MonitorPuts("cm") ;
          // 1秒後に繰り返す(連続で行う場合でも最低50msは空ける事)
          __delay_ms(1000) ;
     }
}
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《その他》

MPLAB X用に記事変更(*3) 2015/10/10
回路図の追加(*2) 2014/02/06
"skMonitorLCD.c"変更によりサンプルプログラム変更(*1) 2014/02/01

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