STM32F103ZET6超声波测距(hcsr04模块)实验

STM32F103ZET6超声波测距(hcsr04模块)实验

一、硬件连线图

接线描述：
1.供电采+5V，我试了下+3V也是可以的
2. 注意Trig引脚跟Echo引脚不要接错；

二、hcrs04模块测距原理

（1）采用IO口TRIG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口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2;

（4）本模块使用方法简单，一个控制口发一个10US以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，方可算出距离。如此不断的周期测，即可以达到你移动测量的值

三、以上两步骤做正确之后接下来就是编写代码

1.hcrs04.c源文件

#include "hcsr04.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"

#define HCSR04_PORT     GPIOB
#define HCSR04_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOB
#define HCSR04_TRIG     GPIO_Pin_5
#define HCSR04_ECHO     GPIO_Pin_6
 
#define TRIG_Send  PBout(5) 
#define ECHO_Reci  PBin(6)

void Delay_Ms(uint16_t time);
void Delay_Us(uint16_t time);
void hcsr04_NVIC();


u16 msHcCount = 0;//ms计数


void Hcsr04Init()
{
       
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;     //生成用于定时器设置的结构体
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK, ENABLE);
     
        //IO初始化
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =HCSR04_TRIG;       //发送电平引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
    GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);
     
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =   HCSR04_ECHO;     //返回电平引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);  
	GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_ECHO);	
 
		//定时器初始化 使用基本定时器TIM6
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);   //使能对应RCC时钟
	//配置定时器基础结构体
	TIM_DeInit(TIM2);
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1000-1); //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值         计数到1000为1ms
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1); //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  1M的计数频率 1US计数
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//不分频
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位		 
	
	TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update);   //清除更新中断，免得一打开中断立即产生中断
	TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE);    //打开定时器更新中断
	hcsr04_NVIC();
    TIM_Cmd(TIM6,DISABLE);     
}
 
 
//tips：static函数的作用域仅限于定义它的源文件内，所以不需要在头文件里声明
static void OpenTimerForHc()        //打开定时器
{
     
	TIM_SetCounter(TIM6,0);//清除计数
	msHcCount = 0;
	TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);  //使能TIMx外设
}
 
static void CloseTimerForHc()        //关闭定时器
{
     
	TIM_Cmd(TIM6, DISABLE);  //使能TIMx外设
}
 
 
 //NVIC配置
void hcsr04_NVIC()
{
     
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn;             //选择串口1中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //抢占式中断优先级设置为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;         //响应式中断优先级设置为1
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //使能中断
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
 
 
//定时器6中断服务程序
void TIM6_IRQHandler(void)   //TIM3中断
{
     
	if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET)  //检查TIM3更新中断发生与否
	{
     
			TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx更新中断标志 
			msHcCount++;
	}
}
 
 
//获取定时器时间
u32 GetEchoTimer(void)
{
     
	u32 t = 0;
	t = msHcCount*1000;//得到MS
	t += TIM_GetCounter(TIM6);//得到US
	  TIM6->CNT = 0;  //将TIM2计数寄存器的计数值清零
			Delay_Ms(50);
	return t;
}
 
 
//一次获取超声波测距数据 两次测距之间需要相隔一段时间，隔断回响信号
//为了消除余震的影响，取五次数据的平均值进行加权滤波。
float Hcsr04GetLength(void )
{
     
	u32 t = 0;
	int i = 0;
	float lengthTemp = 0;
	float sum = 0;
	while(i!=5)
	{
     
	TRIG_Send = 1;      //发送口高电平输出
	Delay_Us(20);
	TRIG_Send = 0;
	while(ECHO_Reci == 0);      //等待接收口高电平输出
		OpenTimerForHc();        //打开定时器
		i = i + 1;
		while(ECHO_Reci == 1);
		CloseTimerForHc();        //关闭定时器
		t = GetEchoTimer();        //获取时间,分辨率为1US
		lengthTemp = ((float)t/58.0);//cm
		sum = lengthTemp + sum ;
	
	}
	lengthTemp = sum/5.0;
	return lengthTemp;
}
 
 
/*:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
** 函数名称: Delay_Ms_Ms
** 功能描述: 延时1MS (可通过仿真来判断他的准确度)			
** 参数描述：time (ms) 注意time<65535
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::*/
void Delay_Ms(uint16_t time)  //延时函数
{
      
	uint16_t i,j;
	for(i=0;i<time;i++)
  		for(j=0;j<10260;j++);
}
/*:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
** 函数名称: Delay_Ms_Us
** 功能描述: 延时1us (可通过仿真来判断他的准确度)
** 参数描述：time (us) 注意time<65535				 
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::*/
void Delay_Us(uint16_t time)  //延时函数
{
      
	uint16_t i,j;
	for(i=0;i<time;i++)
  		for(j=0;j<9;j++);
}

2.hcsr04.h源代码

#ifndef __HCSR04_H
#define __HCSR04_H

float Hcsr04GetLength(void );
void Hcsr04Init();

#endif

3.main.c源代码

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "hcsr04.h"

int main()
{
     		
	float length;
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
	
    while(1)
	{
     
		delay_ms(1000);
		printf("串口初始化成功！\r\n");

		Hcsr04Init();	
		printf("超声波初始化成功！\r\n");//测试程序是否卡在下面两句上面

		length = Hcsr04GetLength();
		printf("距离为:%.3f\r\n",length);
	}
	return 0;
}	

4.将获取到的数据通过串口1打印到串口助手上
主要是通过USART函数来实现，具体代码就不贴出来了，不懂的去参考开发板例程里usart.c文件。

四、测量数据显示

六、总结

需要注意的是的接线的问题，前面我就是因为接线的问题卡住了一会，东查西查以为是程序的问题。。。