STM32--超声波模块(HC—SR04)（标准库+HAL库）

一、HC-SR04工作原理

1）采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号。

2）模块自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回。

3）有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间声波从发

射到返回的时间。

4）HC-SR04超声波测距模块提供2cm~400cm的测距功能，精度达3mm。

二、实物介绍


以下图片截取自深圳市捷深科技有限公司的《HC-SR04超声波测距模块说明书》：

VCC         3.3-5V供电（推荐5V供电）

GND        接地

Trig          外部触发信号输入，输入一个高于10μs的高电平即可触发模块测距

Echo        回响信号输出，测距结束时此管脚输出一个低电平，电平宽度反映超声波往返时间之和

三、工作说明

1、触发信号Trig直接通过IO输出和延时给一个大于10us的高电平即可触发。

2、Echo引脚需要接收并记录高电平的持续时间。

3、在发送触发信号后，Echo响应后（上升沿）触发外部中断，开启定时器计时直到Echo变为低电

平，关闭定时器记录下计时时间。

4、实际应用，如果需要精确距离值，必需要考虑温度影响，做温度补偿。

distance = time * 0.017

距离=T*C/2(C 为声速)

声速温度公式:c=(330.45+0.61t/℃)m/s-1    (其中330.45是在0℃)

0℃声速:330.45m/s        20℃声速:342. 62m/s        40℃声速:354.85M/S

四、标准库工作代码

我一般使用标准库较少，使用代码时请注意检查

使用OLED显示，OLED使用可以看：

STM32--SPI&IIC使用OLED-CSDN博客

  1. uint32_t distance;
  2. while(1)
  3. {
  4.    distance = 0;
  5.    for(int i=0;i<10;++i)
  6.    {  //每次取10次测距数据,取平均值减少误差
  7.       GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);
  8.       Delay_us(15);               //需要提供至少10us的高电平
  9.       GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);
  10.       Delay_ms(70);              //每个周期至少需要等待60ms
  11.       distance+=(times/5.8);     //获取单位为mm的距离
  12.    }
  13.    distance/=10;
  14.    OLED_ShowNum(2,1,distance,4);    //使用OLED显示
  15. }
  16.  
  17. //定时器中断函数
  18. //72MHz/72/100=1000,每秒定时器计数1000个,因此每个计数为100us
  19. void TIM2_IRQHandler(void)
  20. {
  21.    if(SET==TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update))
  22.    {
  23.       number++; //每次中断将次数++
  24.       TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_FLAG_Update);
  25.    }
  26. }
  27.  
  28. //外部中断函数,利用外部中断检测高低电平变化来控制定时器开关
  29. void EXTI9_5_IRQHandler(void)
  30. {
  31.    if(SET==EXTI_GetITStatus(EXTI_Line7))
  32.    {
  33.       if(flag==0)
  34.       {	
  35.          //上升沿即回响电平开始,打开计数器
  36.          number=0;flag=1;
  37.          TIM_SetCounter(TIM2,0);
  38.          TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
  39.       }
  40.       else
  41.       {	
  42.          //下降沿即回响电平结束,统计高电平持续时长
  43.          TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);
  44.          flag=0;
  45.          times=number*100+TIM_GetCounter(TIM2);  //得到回响的高电平持续的us
  46.       }
  47.       EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7);
  48.    }
  49. }

五(1)、HAL--CubeMX配置

GPIO配置（Trig端口）：设置PA1为触发端（可更改为其他GPIO口）。单击芯片的PA1引脚会跳

出选择项，选择GPIO_Output，即为GPIO输出。

定时器配置（Echo端口）：为方便计算定时器的分频系数和定时周期，将APB1设置为50MHz。

先设置TIM2的通道1位直接模式输入捕获，在参数设置中设置预分频为71，通过计算分频器输出的

时钟信号频率为1000kHz，通过换算得到1us，极性为上升沿触发。设置完成后自动引出PA0引

脚，即为接收端引脚Echo，使能NVIC中断。

USART1配置：串口输出显示结果，设置为异步模式，波特率为115200Bits/s，

RX--PA10//TX--PA9

五(2)、HAL库工作代码

1、HCSR04.h

  1. #ifndef __HCSR04_H
  2. #define __HCSR04_H
  3.  
  4. #include "main.h"
  5. //#include "tim.h"
  6. #include "stdio.h"
  7.  
  8. #define TRIG_H  HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO_Port,Trig_Pin,GPIO_PIN_SET)
  9. #define TRIG_L  HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO_Port,Trig_Pin,GPIO_PIN_RESET)
  10.  
  11. void delay_us(uint32_t us);
  12. void HCSR04_GetData(void);
  13.  
  14. #endif

2、HCSR04.c

  1. #include "HCSR04.h"
  2.  
  3. float distance;      //测量距离
  4. uint32_t Buf[3] = {0};   //存放定时器计数值的数组
  5. uint8_t  Cnt = 0;    //状态标志位
  6. uint32_t high_time;   //超声波模块返回的高电平时间
  7.  
  8. //读取距离
  9. void HCSR04_GetData(void)
  10. {
  11.    switch(Cnt)
  12.    {
  13.       case 0:
  14.          TRIG_H;    //发送信号
  15.          delay_us(30);
  16.          TRIG_L;
  17.        
  18.          Cnt++;    //标志位为1
  19.          __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2,TIM_CHANNEL_1, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);
  20.          HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1);    //开启TIM2    
  21.          //启动输入捕获或者:__HAL_TIM_ENABLE(&htim5);                                                                                    		
  22.       break;
  23.       case 3:
  24.          high_time = Buf[1]- Buf[0];    //计算高电平时间
  25.          printf("\r\n----高电平时间-%d-us----\r\n",high_time);    //串口打印时间						
  26.          distance=(high_time*0.034)/2;  //计算距离单位cm
  27.          printf("\r\n-检测距离为-%.2f-cm-\r\n",distance);         //串口打印距离     
  28.          Cnt = 0;  //清空标志位
  29.          TIM2->CNT=0;     //清空计时器计数
  30.       break;	
  31. 	}
  32. }
  33.  
  34. //中断回调函数
  35. void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
  36. {
  37. 	if(TIM2 == htim->Instance)// 判断触发的中断的定时器为TIM2
  38. 	{
  39. 		switch(Cnt)
  40.         {
  41. 			case 1:
  42.                 //获取当前的捕获值
  43. 				Buf[0] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
  44.                 //设置为下降沿捕获！！！
  45.               __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);  													
  46. 				Cnt++;                                            
  47. 			break;              
  48. 			case 2:
  49.                 //获取当前的捕获值
  50. 				Buf[1] = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
  51. 				HAL_TIM_IC_Stop_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1); 
  52.                 //停止捕获或者: __HAL_TIM_DISABLE(&htim5);
  53. 				Cnt++;      //此时标志位为3
  54.         break;
  55. 		}
  56. 	}
  57. }

注：本文转载自blog.csdn.net的灯色_的文章"https://blog.csdn.net/2301_80163712/article/details/141354617"。版权归原作者所有，此博客不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如有侵权，请联系我们删除。
复制链接
相关推荐
发表评论

评论记录：

未查询到任何数据！