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TIM6RCC_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1msTIM_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1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;         //响应式中断优先级设置为1NVIC_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MSt += TIM_GetCounter(TIM6);//得到USTIM6->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1USlengthTemp = ((float)t/58.0);//cmsum = 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_Hfloat 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115200while(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。。。

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