STM32之HC-SR04超声波模块使用情况记录

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HC-SR04超声波模块简介

超声波传感器主要利用多普勒原理，通过晶振向外发射超过人体能感知的高频超声波，

一般典型的选用25～40kHz波，然后控制模块检测反射回来波的频率，如果区域内有物体运动，

反射波频率就会有轻微的波动，即多普勒效应，以此来判断照明区域的物体移动，从而达到控制开关的目的。

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HC-SR04超声波模块端口及接线

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如图所示，VCC 接 5V电源， GND 为地线，TRIG 触发控制信号输入， ECHO 回响信号输出

TRIG与ECHO接STM32的任意GPIO口

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主要参数与工作原理

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STM32使用的功能：GPIO的输入与输出、通用定时器的计数器模式

STM32	HC-SR04
TRIG	PB2
ECHO	PA4

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定时器代码

u16 mscount;

//定时器3中断服务程序     
void TIM3_IRQHandler(void)
{                                   
   if(TIM3->SR&0X0001)//溢出中断
   {
       mscount++;
                                                                       
   }                  
       TIM3->SR&=~(1<<0);//清除中断标志位    
}
//通用定时器3中断初始化
//这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为45M
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.
//Ft=定时器工作频率,单位:Mhz 此处为APB1的两倍
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
   RCC->APB1ENR|=1<<1; //TIM3时钟使能    
   TIM3->ARR=arr;      //设定计数器自动重装值 
   TIM3->PSC=psc;      //预分频器    
   TIM3->DIER|=1<<0;   //允许更新中断
   TIM3->CR1=0<<4;     //计数器递增计数
   MY_NVIC_Init(1,3,TIM3_IRQn,2);  //抢占1，子优先级3，组2                                   
}

void TIM3_OPEN(void)
{
   TIM3->CNT=0;        //清除计数器
   mscount=0;         //清除毫秒计数值
   TIM3->CR1|=1<<0;    //使能定时器3
}

void TIM3_CLOSE(void)
{
   TIM3->CR1|=0<<0;    //使能定时器3
}

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HC-SR04代码

extern u16 mscount;

//PB2连接TRIG，使能HC-SR04       
void HCPORT_Init(void)
{
    RCC->AHB1ENR|=1<<1;//使能PORTB时钟 
    RCC->AHB1ENR|=1<<7;//使能PORTH时钟 
    GPIO_Set(GPIOB,PIN2,GPIO_MODE_OUT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_50M,GPIO_PUPD_PD); //PB2设置
    GPIO_Set(GPIOA,PIN4,GPIO_MODE_IN,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_SPEED_50M,GPIO_PUPD_PD); //PA4设置
    TRIG=0;
}

//启动HC-SR04
void HC_SR04_Start(void)
{
    TRIG=1;
    delay_us(20);
    TRIG=0;
}

//获取TIM3定时时间
u32 Getecho(void)
{
    u32 t=0;
    t=mscount*1000;
    t=t+(TIM3->CNT);
    delay_ms(20);
    return t;
}

//获取TIM3定时时CNT值
u32 Getcnt(void)
{
    u32 t=0;
    t=TIM3->CNT;
    delay_ms(20);
    return t;
}

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主程序代码

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//超声波实验  
//================================

  
int main(void)
{   
    double temp=0;
    double tsum=0;
    u8 i=0;
    Stm32_Clock_Init(360,25,2,8);   //设置时钟,180Mhz
    delay_init(180);                //初始化延时函数 
    HCPORT_Init();                  //HC-SR04端口初始化
    uart_init(90,115200);           //初始化串口波特率为115200
    TIM3_Int_Init(1000-1,90-1);     //10Mhz的计数频率,1us计数一次,1ms中断一次  
    TRIG=0;                         //先把TRIG拉低
    while(1)
    {       
        for(i=0;i<8;i++)
        {
            HC_SR04_Start();                  //使能HC-SR04
            //printf("HC-SR04初始化成功\r\n");
            
            while(ECHO==0);
            
            TIM3_OPEN();                      //计数器，毫秒计数器清零，打开定时器
            //printf("TIM3OPEN \r\n");
            
            while(ECHO==1);
            
            TIM3_CLOSE();                     //关闭定时器
            //printf("TIM5CLOSE \r\n");
            
            temp=Getecho();                   //读取时间
            tsum=tsum+temp;                   //计算总时间
        }
        
        tsum=tsum/8/58.8;
        printf("距离为：%.3fcm \r\n",tsum);
        
        delay_ms(100);
    };
}

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测试结果

起初主程序中并未加入循环取均值部分，HC-SR04使用基本正常，但是存在一个的问题，当测试距离小于40cm时，测得距离数据几乎不变，并且程序在"printf("HC-SR04初始化成功\r\n");"部分卡死，HC-SR04应该能够测得大于2cm的距离，即使不能测试成功，应该也不致程序卡死现象。
后加入循环取均值部分后，便不再发生异常，查看网上栗子也没有类似的情况，不知有谁知道是什么原因，予以解惑，谢谢！

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后续修改

HC-SR04最多测量4m距离，因此在检测距离超过4m时，除去数据，以免发生异常。