STM32與HC-SR04超聲波測(cè)距
首先，先來(lái)看一下這個(gè)模塊的基本功能和原理。
HC-SR04超聲波測(cè)距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)高到3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。像智能小車的測(cè)距以及轉(zhuǎn)向，或是一些項(xiàng)目中，常常會(huì)用到。智能小車測(cè)距可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)前方的障礙物，使智能小車可以及時(shí)轉(zhuǎn)向，避開(kāi)障礙物。
注意是5v輸入，但是我用stm32 的3.3v輸入也是沒(méi)有問(wèn)題的。
二.工作原理
1．給超聲波模塊接入電源和地。
2.給脈沖觸發(fā)引腳（trig）輸入一個(gè)長(zhǎng)為20us的高電平方波
3.輸入方波后，模塊會(huì)自動(dòng)發(fā)射8個(gè)40KHz的聲波，與此同時(shí)回波引腳（echo）端的電平會(huì)由0變?yōu)?；（此時(shí)應(yīng)該啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)）
4.當(dāng)超聲波返回被模塊接收到時(shí)，回波引腳端的電平會(huì)由1變?yōu)?；（此時(shí)應(yīng)該停止定時(shí)器計(jì)數(shù)），定時(shí)器記下的這個(gè)時(shí)間即為超聲波由發(fā)射到返回的總時(shí)長(zhǎng)。
5.根據(jù)聲音在空氣中的速度為344米/秒，即可計(jì)算出所測(cè)的距離。
要學(xué)習(xí)和應(yīng)用傳感器，學(xué)會(huì)看懂傳感器的時(shí)序圖是很關(guān)鍵的，所以我們來(lái)看一下HC-SR04的時(shí)序觸發(fā)圖。
我們來(lái)分析一下這個(gè)時(shí)序圖，先由觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)HC-RS04測(cè)距模塊，也就是說(shuō)，主機(jī)要先發(fā)送至少10us的高電平，觸發(fā)HC-RS04,模塊內(nèi)部發(fā)出信號(hào)是傳感器自動(dòng)回應(yīng)的，我們不用去管它。輸出回響信號(hào)是我們需要關(guān)注的。信號(hào)輸出的高電平就是超聲波發(fā)出到重新返回接收所用的時(shí)間。用定時(shí)器，可以把這段時(shí)間記錄下來(lái)，算出距離，別忘了結(jié)果要除于2，因?yàn)榭倳r(shí)間是發(fā)送和接收的時(shí)間總和。
下面是親測(cè)可用的驅(qū)動(dòng)程序。
芯片型號(hào)為stm32f103zet6，超聲波測(cè)距后通過(guò)串口打印到電腦上面。
驅(qū)動(dòng)和測(cè)距；
//超聲波測(cè)距
#include"hcsr04.h"
#defineHCSR04_PORTGPIOB
#defineHCSR04_CLKRCC_APB2Periph_GPIOB
#defineHCSR04_TRIGGPIO_Pin_5
#defineHCSR04_ECHOGPIO_Pin_6
#defineTRIG_SendPBout(5)
#defineECHO_ReciPBin(6)
u16msHcCount=0;//ms計(jì)數(shù)
voidHcsr04Init()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//生成用于定時(shí)器設(shè)置的結(jié)構(gòu)體
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK,ENABLE);
//IO初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=HCSR04_TRIG;//發(fā)送電平引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽輸出
GPIO_Init(HCSR04_PORT,&GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=HCSR04_ECHO;//返回電平引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入
GPIO_Init(HCSR04_PORT,&GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_ECHO);
//定時(shí)器初始化使用基本定時(shí)器TIM6
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6,ENABLE);//使能對(duì)應(yīng)RCC時(shí)鐘
//配置定時(shí)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體
TIM_DeInit(TIM2);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=(1000-1);//設(shè)置在下一個(gè)更新事件裝入活動(dòng)的自動(dòng)重裝載寄存器周期的值計(jì)數(shù)到1000為1ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=(72-1);//設(shè)置用來(lái)作為TIMx時(shí)鐘頻率除數(shù)的預(yù)分頻值1M的計(jì)數(shù)頻率1US計(jì)數(shù)
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//不分頻
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//TIM向上計(jì)數(shù)模式
TIM_TimeBaseInit(TIM6,&TIM_TimeBaseStructure);//根據(jù)TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數(shù)初始化TIMx的時(shí)間基數(shù)單位
TIM_ClearFlag(TIM6,TIM_FLAG_Update);//清除更新中斷，免得一打開(kāi)中斷立即產(chǎn)生中斷
TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE);//打開(kāi)定時(shí)器更新中斷
hcsr04_NVIC();
TIM_Cmd(TIM6,DISABLE);
}
//tips：static函數(shù)的作用域僅限于定義它的源文件內(nèi)，所以不需要在頭文件里聲明
staticvoidOpenTimerForHc()//打開(kāi)定時(shí)器
{
TIM_SetCounter(TIM6,0);//清除計(jì)數(shù)
msHcCount=0;
TIM_Cmd(TIM6,ENABLE);//使能TIMx外設(shè)
}
staticvoidCloseTimerForHc()//關(guān)閉定時(shí)器
{
TIM_Cmd(TIM6,DISABLE);//使能TIMx外設(shè)
}
//NVIC配置
voidhcsr04_NVIC()
{
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM6_IRQn;//選擇串口1中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//使能中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
//定時(shí)器6中斷服務(wù)程序
voidTIM6_IRQHandler(void)//TIM3中斷
{
if(TIM_GetITStatus(TIM6,TIM_IT_Update)!=RESET)//檢查TIM3更新中斷發(fā)生與否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM6,TIM_IT_Update);//清除TIMx更新中斷標(biāo)志
msHcCount++;
}
}
//獲取定時(shí)器時(shí)間
u32GetEchoTimer(void)
{
u32t=0;
t=msHcCount*1000;//得到MS
t+=TIM_GetCounter(TIM6);//得到US
TIM6->CNT = 0; //將TIM2計(jì)數(shù)寄存器的計(jì)數(shù)值清零
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