02：项目二：感应开关盖垃圾桶

需要材料：
1、SG90舵机模块
2、HC-SR04超声波模块
3、震动传感器
4、蜂鸣器
5、若干杜邦线

1、PWM开发SG90

• PWM波为脉冲宽度调制，对模拟信号电平进行数字编码。通过调节占空比的变化来调节信号。
• 占空比：高电平的时间/整个信号的周期。

1.1、怎样通过C51单片机输出PWM波？

如果芯片内部模块能集成输出，一般观察手册或者芯片IO口都会标明这个是否是PWM口
如果没有集成PWM功能，可以通过IO口软件模拟，

1.2、通过定时器输出PWM波来控制SG90

如图为SG90舵机模块，黄色为PWM信号控制，红色和褐色分别为VCC和GND。当输入的PWM的占空比不同的时候，舵机模块的摆头幅度不同。一般情况如下：

• PWM波的频率不能太高，大约50HZ，即周期=1/频率=1/50=0.02s，20ms左右
  0.5ms-------------0度； 2.5% 对应1/40，
  1.0ms------------45度； 5.0% 对应2/40
  1.5ms------------90度； 7.5% 对应3/40
  2.0ms-----------135度； 10.0% 对应4/40
  2.5ms-----------180度； 12.5% 对应5/40

接下来通过C51单片机输出PWM波控制舵机的摆头（黄线连接P1.1口）代码如下：

#include <REGX52.H>

sbit sg_90 = P1^1;//黄线连接P1.1口
int cnt = 0;	//标志位
int jd;			//占空比的分子

void Delay300ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 3;
	j = 26;
	k = 223;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void Delay2000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 15;
	j = 2;
	k = 235;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void Timer0_Init(void)
{
	TMOD = 0x01;//配置定时器T0为16位定时器
	
	TL0 = 0x33;	//定时器计1个数为1.085us，则当舵机为0度的时候，需要0.5ms,            
	TH0 = 0xFE;	//则定一个0.5ms的定时器
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	
	ET0 = 1;
	EA = 1;
}


void main(void)
{ 
	Delay300ms();//给硬件准备时间
	Timer0_Init();
	jd = 1;//一上电，开始占空比为1/40，为0度
	cnt = 0;
	sg_90 = 1;//先给输出引脚一个高电平
	while(1)
	{//角度由135度到0度来回摆动
		jd = 4;
		cnt = 0;
		Delay2000ms();
		jd = 1;
		cnt = 0;
		Delay2000ms();
	}
}

void Timer0_Handler() interrupt 1//中断函数
{
	cnt++;
	TL0 = 0x33;	           
	TH0 = 0xFE;
	//控制PWM波的占空比
	if(cnt < jd){
		sg_90 = 1;
	}else{
		sg_90 = 0;
	}
	if(cnt == 40){
		cnt = 0;
		sg_90 = 1;
	}
}
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2、超声波测距模块的使用

• 怎么让它发送波
  Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
• 怎么知道它开始发了
  Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
• 怎么知道接收了返回波
  Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了
• 怎么算时间
  Echo引脚维持高电平的时间！
  波发出去的那一下，开始启动定时器。波回来的那一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间。距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2

/*通过超声波模块控制LED1灯的亮灭，当手靠近超声波模块时，灯亮*/
#include <REGX52.H>

sbit Trig = P1^5;
sbit Echo = P1^6;
sbit LED1 = P3^7;

void Delay10us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	i = 2;
	while (--i);
}

void Timer0_Init(void)
{
	TMOD = 0x01;
	
	TL0 = 0;
	TH0 = 0;//设置定时器T0从0开始数数
}

void Delay200ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 2;
	j = 103;
	k = 147;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void main(void)
{
	double time;
	double dis;
	Timer0_Init();
	while(1){
		Delay200ms();//先给单片机准备时间
		//1、开始发波
		Trig = 0;
		Trig = 1;
		Delay10us();
		Trig = 0;
		//2、检测ECHO引脚电平
		while(Echo == 0);
		TR0 = 1;													//启动定时器
		while(Echo == 1);
		TR0 = 0;													//关闭定时器
		//3、计算定时开到定时关的时间(计算数的个数)，
		//2位二进制11，01。合并位1101怎么算？1101为(11*2^2)+01=13
		time = (TH0 * 256 + TL0) * 1.085; //us为单位
		//34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/us
		dis = time * 0.017;							  //cm为单位
		if(dis < 10)
		{
				LED1 = 0;
		}else
		{
				LED1 = 1;
		}
		
		TL0 = 0;
		TH0 = 0;//定时器清零，以便下次测距
	}
}
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代码优化②：

/**优化：将定时器0改为定时器1，然后将超声波测距封装成为一个函数*/
#include <REGX52.H>

sbit Trig = P1^5;
sbit Echo = P1^6;
sbit LED1 = P3^7;

void Delay10us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	i = 2;
	while (--i);
}

void Delay200ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 2;
	j = 103;
	k = 147;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void Timer1_Init(void)
{
	//使用定时器1
	TMOD &= 0x0F;
	TMOD |= 0x10;
	
	TL1 = 0;
	TH1 = 0;//设置定时器T1从0开始数数
}

double get_distance()//超声波获得距离的函数
{
		double time;
	
		TL1 = 0;
		TH1 = 0;//定时器清零，以便下次测距
	  //1、开始发波
		Trig = 0;
		Trig = 1;
		Delay10us();
		Trig = 0;
		//2、检测ECHO引脚电平
		while(Echo == 0);
		TR1 = 1;													//启动定时器
		while(Echo == 1);
		TR1 = 0;													//关闭定时器
		//3、计算定时开到定时关的时间(计算数的个数)，
		//2位二进制11，01。合并位1101怎么算？1101为(11*2^2)+01=13
		time = (TH1 * 256 + TL1) * 1.085; //us为单位
		//34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/us
		return (time * 0.017);							  //cm为单位;
}

void main(void)
{
	double dis;
	Timer1_Init();
	while(1){
		Delay200ms();//先给单片机准备时间
		dis = get_distance();
		if(dis < 10)
		{
				LED1 = 0;
		}else
		{
				LED1 = 1;
		}
		
	}
}
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3、感应开关盖垃圾桶

舵机和超声波代码整合，舵机用定时器0，超声波用定时器1。
1、实现物体靠近后，自动开盖，2秒后关盖。
2、查询的方式添加按键控制
3、 查询的方式添加震动控制

#include <REGX52.H>

sbit SW1   =   P2^1;//按键SW1连接的是P2.1口
sbit Trig  =   P1^5;
sbit Echo  =   P1^6;
sbit LED1  =   P3^7;
sbit sg_90 =   P1^1;//黄线连接P1.1口
sbit vibrate = P3^2;//震动传感器连接P3.2口，使用外部中断0

int cnt = 0;	//标志位
int jd;			//占空比的分子
int vib_mark;   //震动传感器的标志位

void Delay10us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	i = 2;
	while (--i);
}

void Delay200ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 2;
	j = 103;
	k = 147;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void Delay2000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
	i = 15;
	j = 2;
	k = 235;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}

void EX0_Init()//触发中断0初始化
{
	EX0 = 1;
	EA = 1;
	
	IT0 = 0;//低电平触发
}

void Timer0_Init(void)//定时器T0中断初始化
{
	TMOD &= 0xF0;//配置定时器T0为16位定时器
	TMOD |= 0x01;
	TL0 = 0x33;	//定时器计1个数为1.085us，则当舵机为0度的时候，需要0.5ms,            
	TH0 = 0xFE;	//则定一个0.5ms的定时器
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	
	ET0 = 1;
	EA = 1;
}

void Timer1_Init(void)//定时器T1初始化
{
	//使用定时器1
	TMOD &= 0x0F;
	TMOD |= 0x10;
	
	TL1 = 0;
	TH1 = 0;//设置定时器T1从0开始数数
}

double get_distance()
{
		double time;
	
		TL1 = 0;
		TH1 = 0;//定时器清零，以便下次测距
	  //1、开始发波
		Trig = 0;
		Trig = 1;
		Delay10us();
		Trig = 0;
		//2、检测ECHO引脚电平
		while(Echo == 0);
		TR1 = 1;													//启动定时器
		while(Echo == 1);
		TR1 = 0;													//关闭定时器
		//3、计算定时开到定时关的时间(计算数的个数)，
		//2位二进制11，01。合并位1101怎么算？1101为(11*2^2)+01=13
		time = (TH1 * 256 + TL1) * 1.085; //us为单位
		//34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/us
		return (time * 0.017);							  //cm为单位;
}

void sg90_0(void)	//舵机0度
{
	sg_90 = 1;//先给输出引脚一个高电平
	jd = 1;//一上电，开始占空比为1/40，为0度
	cnt = 0;
}

void sg90_90(void)//舵机90度
{
	sg_90 = 1;//先给输出引脚一个高电平
	jd = 3;//一上电，开始占空比为3/40，为90度
	cnt = 0;
}

void main(void)
{
	double dis;
	
	Timer0_Init();
	Timer1_Init();
	EX0_Init();
	
	sg90_0();
	
	while(1){
		Delay200ms();//先给单片机准备时间
		dis = get_distance();
		if(dis < 10 || SW1 == 0 || vib_mark == 1)
		{
			  vib_mark = 0;
				LED1 = 0;
				sg90_90();
			  Delay2000ms();
		}
		else
		{
				LED1 = 1;
				sg90_0();
			  Delay200ms();
		}	
	}
}

void Timer0_Handler() interrupt 1//中断函数
{
		cnt++;
		TL0 = 0x33;	           
		TH0 = 0xFE;
		//控制PWM波的占空比
		if(cnt < jd){
			sg_90 = 1;
		}else{
			sg_90 = 0;
		}
		if(cnt == 40){
			cnt = 0;
			sg_90 = 1;
		}
}

void EX0_Handler() interrupt 0//触发中断0函数
{
	vib_mark = 1;
}
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 为什么我们使用震动传感器控制的时候不直接if(dis < 10 || SW1 == 0 ||  vibrate== 0)喃？这样判断不是跟简单吗？
 原因：因为震动传感器因为震动而发出的低电平0不仅微弱，而且时间比较断。当震动传感器给出低电平的时候，而单片机还在执
 Delay2000ms();而当进入判断的时候，可能震动传感器发出的低电平已经消失了，已经变成高电平了。这样就会导致震动传感器不灵敏。
 所以，通过外部中断来改变标志位，这样就会规避这个问题。当震动时，触发中断，标志位变为1，等待判断。只有进入判断后标志位才变回0。
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