HC-SR04 超声波测距模块

一、基本工作原理

1.主控板先向Trig控制端输入至少10us的高电平触发信号，
2.该模块内部将发送出8个40KHz的方波并检测回波信号，
3.一旦检测到有回波信号则Echo接收端输出高电平回响信号，高电平的持续时间就是超声波从发射到返回的时间。（回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比）
4.公式：距离=高电平时间*声速（340M/S）/2

二、HC-SR04图片

三、驱动原理及程序

方法一：

在向Trig控制端发送触发信号后，等待Echo引脚响应后（上升沿或者下降沿）触发外部中断，开启定时器计时直到Echo引脚变为低电平，关闭定时器记录下计时时间，在通过公式进行计算出具体距离。

程序

超声波引脚配置
hc-sr04.c

#include "hc-sr04.h"
#include "tim.h"
#include "delay.h"
#include "Printf.h"/*2020.11.16
* HC-SR04超声波测距模块
* 基本工作原理：* 给TRIG引脚至少10us的高电平信号触发测距* 模块自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回* 有信号返回，通过Echo引脚输出一个高电平，高电平的持续时间就是超声波从发射到返回的时间* 测量距离 = （高电平的持续时间 * 声速（340m/s））/ 2
*/#define HC_SR04_TRIG_CLK   RCC_APB2Periph_GPIOA   //脉冲触发TRIG端口
#define HC_SR04_TRIG_PORT  GPIOA
#define HC_SR04_TRIG_PIN   GPIO_Pin_4#define HC_SR04_ECHO_CLK   RCC_APB2Periph_GPIOA   //回波接收ECHO端口
#define HC_SR04_ECHO_PORT  GPIOA
#define HC_SR04_ECHO_PIN   GPIO_Pin_5float Distance;   //测的距离值//HC_SR04超声波初始化
void HC_SR04_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(HC_SR04_TRIG_CLK, ENABLE);  //使能PA端口时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//外部中断，需要使能AFIO时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HC_SR04_TRIG_PIN;               // 脉冲触发端口（Trig）配置PA4GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //IO口速度为50MHzGPIO_Init(HC_SR04_TRIG_PORT, &GPIO_InitStructure);                     //根据设定参数初始化端口GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HC_SR04_ECHO_PIN;               // 回波接收端口（Echo）配置PA5GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;        //上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //IO口速度为50MHzGPIO_Init(HC_SR04_ECHO_PORT, &GPIO_InitStructure);                     //根据设定参数初始化端口//接收端口 中断线以及中断初始化配置GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource5);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line5;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;//上升沿触发EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);     //根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;            //使能按键所在的外部中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;    //抢占优先级2， NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;                 //子优先级1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                             //使能外部中断通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM3_Int_Init(49999,7199);   //初始化TIM3定时器，计数一次为1/10000S（0.1ms）}//发送20us的脉冲触发信号
void HC_SR04_start(void)
{GPIO_SetBits(HC_SR04_TRIG_PORT,HC_SR04_TRIG_PIN);    //TRIG置高delay_us(20);GPIO_ResetBits(HC_SR04_TRIG_PORT,HC_SR04_TRIG_PIN);  //TRIG置低delay_ms(10);
}void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{           delay_us(10);if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5) != RESET)    //检测外部中断触发5请求是否发生{//while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5) == RESET);TIM_SetCounter(TIM3,0);  //计数清零TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);  //使能TIM3定时器while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5));  //等待电平变为低电平TIM_Cmd(TIM3,DISABLE); //关闭定时器//获取TIM3计数器的值Distance = TIM_GetCounter(TIM3)* 340/200.0;  //计算距离：cnt * 1/10000 * 340 / 2(单位：m)//printf("Counter:%d\n",TIM_GetCounter(TIM3));printf("测的距离: %f cm \r\n",Distance);EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);     //清除 EXTI 线路挂起位}
}

hc-sr04.h

#include "sys.h"//HC_SR04超声波初始化
void HC_SR04_Init(void);
//发送20us的脉冲触发信号
void HC_SR04_start(void);float Senor_Using(void);

main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "hc-sr04.h"
#include "usart.h"
#include "Printf.h"
#include "tim.h"int main(void)
{ RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);    //系统时钟设置PLL作为系统时钟delay_init();          //初始化延时函数uart_init(115200);printf("开始测量距离\r\n");/*Echo引脚需要接收并记录高电平的持续时间。在发送触发信号后，Echo响应后（上升沿）触发外部中断，开启定时器计时直到Echo变为低电平，关闭定时器记录下计时时间*/HC_SR04_Init();      //HC_SR04超声波初始化配置HC_SR04_start();    //发送20us的脉冲触发信号//while(1);}

串口通信程序自己添加一下吧，我这就不添加了

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