stm32通过超声波实现非接触式感应水龙头[hal库]

由于之前觉得家里水龙头每次需要自己打开，恰巧最近又突发奇想，想做一个用超声波控制舵机的程序，于是便花了一个下午写了这个代码，尝试用hal库完成代码的编写

所需要的元器件

• stm32单片机
• stlink
• 超声波模块
• 舵机
• ttl串口模块
• 导线若干
  

整体思路

1. 先编写超声波测距的代码，实现距离值通过串口发送出去；
2. 配置相关stm32的初始化设置；
3. 在keil里编写串口中断接收函数，将串口1用于接收超声波发送来的数据，并编写舵机控制程序；
4. 烧录程序实现效果，并改进出现的问题。

接线方式

• stm32通过uart1与TTL连接
• stm32通过sw与stlink连接
• stm32通过GND、VCC、PWM口连接舵机

完成效果

超声波通过距离识别，并把其数值发送给stm32，单片机读取后控制舵机转动，实现水龙头的非接触感应。

Cube配置

1. 串口，用于检测超声波距离
   

2.定时器，用于驱动舵机与产生超声波输入捕获

3.GPIO，作为超声波脉冲产生接口

之后生成keil代码，打开并编辑

代码解析

• 舵机角度转换为占空比代码

void MG996R_Set_Angle(int16_t angle)
{
     
	uint16_t CCR_value = 0;
	
	if ((-90 <= angle) && (angle <= 90))
	{
     
		CCR_value = (10. / 9) * angle + 150;		
	}
	else
	{
     
		CCR_value = 150;
	}
	
}

• 超声波测距代码

float soner_getdistance(void)
{
        
	uint16_t time_node1;
  uint16_t time_node2;
  uint16_t measure;
  soner_startrange();
  while(HAL_GPIO_ReadPin(SONER_PORT,SONER_ECHO_PIN)==RESET);
	time_node1=soner_gettime();
	while(HAL_GPIO_ReadPin(SONER_PORT,SONER_ECHO_PIN)==SET);
	time_node2=soner_gettime();
	measure=time_node2-time_node1;
	distance_temp = measure * 17.0/100;
	if(distance_last==0)
		distance_last = distance_temp;
	if(distance_last-distance_temp>100 || distance_temp-distance_last>100)
	{
     
		distance_result =distance_last;
		distance_last=distance_temp;
	}
	else
	{
     
		distance_result=distance_temp;
		distance_last=distance_temp;
	}
  return distance_result;
}

• 超声波距离测算返回值进行舵机操控

       distance=soner_getdistance();
		
		if(distance>3&&distance<40){
     
		
			printf("in  \r\n");
			
			MG996R_Set_Angle(70);
			
		}else if(distance>42&&distance<90){
     
			
				MG996R_Set_Angle(0);
			
			
			printf("out  \r\n");
		}else{
     
			
				MG996R_Set_Angle(0);
			
		}

最终实验结果

将手靠近超声波时，舵机发生转动。将此机构转载在水龙头后，便可实现水龙头非接触式感应出水。

遇到的问题

刚开始超声波返回值容易出现大幅波动，于是通过限定返回值范围，将波动数据进行滤波，使得舵机在干扰时抖动的现象得以克服，并运行平稳。

总结

程序设计时，多结合之前的经验总结很关键，并且顶层至底层的设计相当重要，需要不断地尝试与反思。

坚持成就梦想。