概述

1、MCU主控：

2、超声波模块：

3、输入捕获简介

4、STM32CubeMx 配置

1）、系统时钟配置

2）、定时器22配置

3）、串口1配置

5、代码说明：

1）、tim.c文件

2）、usart.c文件

3）、main.c文件

6、串口助手打印运行结果

7、传送门->代码链接

概述

下面是讲解使用ST MCU中的HAL库来实现，测距的功能。

1、MCU主控：

STM32L051C8T6

2、超声波模块：

RCWL-1601

基本工作原理：
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；

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,即可以得到你移动测量的值。超声波模块时序图如下：

3、输入捕获简介

输入捕获可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。超声波用到的是测量脉宽，这里我以测量脉宽为例，用一个简图来说明输入捕获的原理，如下图：

如上图所示，就是输入捕获测量高电平脉宽的原理，假定定时器工作在向上计数模式，图中t1-t2时间，就是我们需要测量的高电平时间。测量方法如下：首先设置定时器通道x为上升沿捕获，这样，t1时刻就会捕捉到CNT值，然后立即清零CNT，并设置通道x为下降沿捕获，这样t2时刻又会发生捕获事件，得到此时的CNT值，记为CCRx2。这样，根据定时器的计数频率，我们就可以算出t1-t2的时间，从而得到高电平的脉宽。

在t1-t2之间，可能产生N次定时器溢出，这就要求我们对定时器溢出做处理，防止高电平太长，导致数据不准确。如上图所示，t1-t2之间CNT计数的的次数等于：N*ARR+CRRx2，有了这个计数次数，再乘以CNT的计数周期，即可得到t1-t2的时间长度，即高电平持续时间。

4、STM32CubeMx 配置

1）、系统时钟配置

2）、定时器22配置

3）、串口1配置

5、代码说明：

1）、tim.c文件

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"uint8_t   dis_fm = 0;
uint8_t   Channel2Edge = 0;
uint16_t  Channel2HighTime, Channel2RisingTime, Channel2FallingTime;/* USER CODE END 0 */...../* USER CODE END 1 */void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{/*防止未使用参数(s)编译警告*/UNUSED(htim);if(htim->Instance == htim22.Instance){if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2){if(Channel2Edge == 0)          //捕获上升沿{Channel2RisingTime = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim22, TIM_CHANNEL_2);                         //获取上升沿时间点__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim22, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);        //切换捕获极性HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim22, TIM_CHANNEL_2);     //切换捕获极性后需重新启动Channel2Edge = 1;              //上升沿、下降沿捕获标志位}else if(Channel2Edge == 1)     //捕获下降沿{Channel2FallingTime = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim22, TIM_CHANNEL_2);                       //获取下降沿时间点__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim22, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);        //切换捕获极性HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim22, TIM_CHANNEL_2);       //切换捕获极性后需重新启动Channel2HighTime = Channel2FallingTime < Channel2RisingTime ? Channel2FallingTime + 0xffff - Channel2RisingTime + 1 : Channel2FallingTime - Channel2RisingTime;//高电平持续时间 = 下降沿时间点 - 上升沿时间点dis_fm = Channel2HighTime * 17 / 100; //计算超声波测量距离printf("dis_fm = %dcm \r\n", dis_fm);//i++;//累加计数Channel2Edge = 0;                   //一次采集完毕，清零}HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);}}
}/* USER CODE END 1 */

2）、usart.c文件

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END 0 */
..../* USER CODE BEGIN 1 */
#ifdef __GNUC__/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printfset to 'Yes') calls __io_putchar() */#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/*** @brief  Retargets the C library printf function to the USART.* @param  None* @retval None*/
PUTCHAR_PROTOTYPE
{/* Place your implementation of fputc here *//* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);return ch;
}
/* USER CODE END 1 */

3）、main.c文件

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */void Delay_us(uint32_t t)//64M条件下的一微妙
{   int n  =  11;while(--t){while(--n);n = 11;}
}void gases_start_signal(void)
{  HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_SET);//延时20usDelay_us(20);HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
/* USER CODE END 0 */..../* USER CODE BEGIN 2 */HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim22, TIM_CHANNEL_2);
/* USER CODE END 2 */
..../* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){//ADC_GetValue();gases_start_signal();/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */

6、串口助手打印运行结果

7、传送门->代码链接

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STM32L051C8T6 HAL库输入捕获进行超声波测距案例

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