STM32传感器外设集--声波模块HC_SR04

目录

1.器件介绍

1.1.参数

1.2.测量范围

1.3.计算公式

1.4.优点

2.1.原理

3.代码编写

3.1.接线图

3.2.代码

3.2.1.HC_SR04.h

3.2.2.HC_SR04.c

3.2.3.timer.h

3.2.4.timer.c

 3.2.5.main.c

---

1.器件介绍

1.1.参数

• 5根引脚
• 工作电压5v
• 工作电流15mA
• 工作频率40Hz

1.2.测量范围

• 最近距离 2cm
• 最远距离 4m
• 测量角度 15度

1.3.计算公式

测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2

1.4.优点

• 性能稳定
• 测度距离精确
• 模块高精度
• 盲区小
• 易于使用

2.使用原理

2.1.原理

使用stm32的定时器测量反射波的返回时间，再根据计算公式求出物体的相对距离，

3.代码编写

3.1.接线图

3.2.代码

3.2.1.HC_SR04.h

1.  
   #ifndef __HC_SR04_H
2.  
   #define __HC_SR04_H
3.  
   #include "sys.h"
4.  
    
5.  
    
6.  
   #define SR04_Trlg PBout(12)// PB12
7.  
   #define SR04_Echo PBin(13)// PB13
8.  
    
9.  
   void HC_SR04_IO_Init(void);
10.  
    u16 Get_SR04_Distance(void);
11.  
     
12.  
     
13.  
     
14.  
     
15.  
    #endif

3.2.2.HC_SR04.c

1.  
   #include "HC_SR04.h"
2.  
   #include "timer.h"
3.  
   #include "delay.h"
4.  
    
5.  
   //
6.  
    
7.  
   void HC_SR04_IO_Init(void)
8.  
   {
9.  
    
10.  
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
11.  
     
12.  
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能PB端口时钟
13.  
     
14.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; // 端口配置
15.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //推挽输出
16.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
17.  
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB.12
18.  
     
19.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12; // 端口配置
20.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
21.  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
22.  
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB.13
23.  
     
24.  
    }
25.  
     
26.  
    u16 TIM2_UPDATA = 0;
27.  
    u32 temp = 0;
28.  
    u16 Get_SR04_Distance(void)
29.  
    {
30.  
     
31.  
    SR04_Trlg=1; //触发信号是高电平脉冲，宽度大于10us
32.  
    delay_us(20);
33.  
    SR04_Trlg=0;
34.  
    while(!SR04_Echo); //等待高电平
35.  
    TIM_SetCounter(TIM2,0); //重填计数器值
36.  
    TIM2_UPDATA = 0; //溢出次数清零
37.  
    while(SR04_Echo); //等待低电平
38.  
    TIM_Cmd(TIM2,DISABLE); //暂时关闭定时器，保证数据正确性
39.  
    temp = (int)(((double)(TIM_GetCounter(TIM2) (7200* TIM2_UPDATA)))/72/2); //得到高电平总时间，单位us（定时器的计数值加上溢出的值才是高电平的时间），除以2是计算单程的时间
40.  
    //（7200* TIM2_UPDATA这里为溢出的时间us，可以转换为100* TIM2_UPDATA,因为在公式后面除以了72。可最终理解为TIM2_UPDATA个100us）
41.  
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
42.  
    return temp;
43.  
    }
44.  
     
45.  
     
46.  
     

3.2.3.timer.h

1.  
   #ifndef __TIMER_H
2.  
   #define __TIMER_H
3.  
   #include "sys.h"
4.  
    
5.  
    
6.  
   void TIM2_Init(u16 arr,u16 psc);
7.  
    
8.  
   #endif

3.2.4.timer.c

1.  
   #include "timer.h"
2.  
   #include "delay.h"
3.  
   #include "sys.h"
4.  
    
5.  
    
6.  
   void TIM2_Init(u16 arr,u16 psc)
7.  
   {
8.  
   TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
9.  
   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
10.  
     
11.  
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //使能TIM2时钟
12.  
     
13.  
    //初始化定时器2
14.  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
15.  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //预分频器
16.  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
17.  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
18.  
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
19.  
     
20.  
     
21.  
     
22.  
    //中断分组初始化
23.  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //TIM3中断
24.  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; //先占优先级2级
25.  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //从优先级0级
26.  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
27.  
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
28.  
     
29.  
    TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//允许更新中断 ,
30.  
     
31.  
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); //使能定时器2
32.  
     
33.  
    }
34.  
    //定时器2中断服务程序 主要记录溢出次数
35.  
     
36.  
    extern u16 TIM2_UPDATA;
37.  
    extern u8 state_machine;
38.  
    void TIM2_IRQHandler(void)
39.  
    {
40.  
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源
41.  
    {
42.  
    TIM2_UPDATA ;//当回响信号很长时，记录溢出次数，每加一次代表加100us
43.  
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除中断标志位
44.  
    }
45.  
    }

 3.2.5.main.c

1.  
   int main(void)
2.  
   {
3.  
    
4.  
   u16 time=0;
5.  
   delay_init(); //延时函数初始化
6.  
   uart_init(115200);
7.  
   HC_SR04_IO_Init(); //超声波模块GPIO初始化
8.  
   delay_ms(500); //上电瞬间加入一定延时在初始化
9.  
   TIM2_Init(7199,0); //以10KHz计数,定时100us
10.  
    HC05_Role_Show();
11.  
    delay_ms(100);
12.  
    while(1)
13.  
    {
14.  
    time ;
15.  
     
16.  
    Distance = (Get_SR04_Distance() * 331) * 1.0/1000; //Get_SR04_Distance()返回单程声波传输时间 us,转换为秒=时间*10^(-6);331m/s等于331000mm/s，
17.  
    //最终换算为Distance =Get_SR04_Distance()*10^(-6)*331000=(Get_SR04_Distance() * 331) * 1.0/1000;
18.  
     
19.  
    delay_ms(10);
20.  
    if(time==300) {
21.  
    printf("%.1f\n",Distance);
22.  
    HC05_Sta_Show();
23.  
    time=0;
24.  
    }
25.  
     
26.  
    }
27.  
     
28.  
    }

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