单片机C语言程序编写：超声波测距与报警功能实现

本文以单片机C语言程序为例，探讨了如何实现超声波测距并触发报警功能。由于程序中涉及大量复杂计算，因此选择C语言作为编程语言，相较于汇编语言，C语言更适合处理复杂的程序逻辑，提高开发效率。

在接通电源后，程序首先初始化系统，包括设置定时器和计数器的初始值，并将计时器和计数器归零。随后，程序启动计时器，并同时触发超声波传感器发射超声波。等待超声波传感器接收到回波信号后，程序开始计数，并根据计数器的值计算出距离。最后，程序将计算出的距离与预设的初始值进行比较，如果距离小于设定值，则触发报警器，并持续报警直到距离恢复正常。

以下是程序的具体实现步骤：

初始化系统
- 设置定时器和计数器的初始化值。
- 将计时器和计数器归零。
开始计时
- 启动计时器开始计时。
- 触发超声波传感器发射超声波。
等待回波信号
- 等待超声波传感器接收到回波信号。
- 当回波信号到达时，开始计数。
计算距离
- 根据计数器的值计算出距离。
- 使用公式 distance = (count / 58) * 2 计算距离，其中 count 为计数器的值。
判断距离
- 将计算出的距离与预设的初始值进行比较。
- 如果距离小于设定值，则触发报警器。
持续报警
- 在报警器工作期间，持续测量距离，并判断是否需要持续报警。
- 当距离恢复正常时，停止报警。

在C语言程序中，可以使用 if 语句和循环语句来实现以上功能。具体实现可以参考以下代码：

#include <reg52.h>

sbit trig = P1^0; // 超声波传感器触发引脚
sbit echo = P1^1; // 超声波传感器接收引脚
sbit buzzer = P1^2; // 报警器引脚

unsigned int count = 0; // 计数器计数值
unsigned int distance = 0; // 距离值

void delay_us(unsigned int us) // 微秒级延时函数
{
    while (us--);
}

void init() // 初始化系统
{
    TMOD = 0x01; // 设置定时器模式为模式1
    TH0 = 0; // 设置定时器初始值为0
    TL0 = 0;
    TR0 = 0; // 停止计时器
    ET0 = 1; // 开启定时器中断
    EA = 1; // 开启总中断
    IT0 = 1; // 设置外部中断0为下降沿触发
}

void start_trig() // 开始触发超声波传感器
{
    trig = 1; // 高电平触发
    delay_us(10); // 延时10us
    trig = 0; // 低电平停止触发
}

void measure_distance() // 测量距离
{
    start_trig(); // 开始触发超声波传感器
    while (!echo); // 等待回波信号
    TR0 = 1; // 启动计时器开始计时
    while (echo); // 等待回波信号结束
    TR0 = 0; // 停止计时器
    count = TH0 * 256 + TL0; // 计算计数器计数值
    distance = (count / 58) * 2; // 计算距离值
}

void main()
{
    init(); // 初始化系统
    while (1) // 循环测量距离
    {
        measure_distance(); // 测量距离
        if (distance < 30) // 判断距离是否小于30cm
        {
            buzzer = 1; // 报警器工作
            while (distance < 30) // 持续报警直到距离大于30cm
            {
                measure_distance(); // 再次测量距离
            }
            buzzer = 0; // 报警器停止工作
        }
    }
}

以上代码仅为示例，实际应用中还需要考虑更多因素，如超声波传感器的精度、干扰等问题。

尽管汇编语言程序也可以实现以上功能，但其需要更多的代码和调试工作。因此，在实际应用中，应根据具体情况选择合适的语言进行编程。

本文介绍了使用单片机C语言实现超声波测距并触发报警功能。通过定时器和计数器，程序可以精确计算距离，并在距离小于设定值时触发报警器，并持续报警直到距离恢复正常。与汇编语言相比，C语言更适合处理复杂的程序逻辑，提高开发效率。