CubeMX配置STM32以驱动超声波模块（HC-SR04）

一、CubeMX配置STM32

1、选择定时器

选择输入捕获模式
预分频设置为71，向上计数，自动重装值65535

然后将名字改为ECHO

2、配置TRIG口

这里的端口使用其它空闲的IO口是可以的，设置为输出模式，其它配置不需要改变，最主要的是User Label那儿，需要设置为TRIG,因为驱动函数里面使用的是这个的宏定义，所以必须要改成这个名字才能直接使用驱动函数。

3、配置串口

因为要显示超声波测出的距离，我这里就直接使用串口助手显示了，有需要的话使用OLED、TFT之类的模块显示也可以。

在这里如果需要使用printf函数的话，还需要在生成的usart.c里面添加fputc函数：

/*********************************************************
*
*重定义 fputc 函数
*
*********************************************************/
int fputc(int ch,FILE *f)
{HAL_UART_Transmit (&huart1 ,(uint8_t *)&ch,1,HAL_MAX_DELAY );return ch;
}

在这之前记得引入头文件stdio.h、勾选Use MicroLIB

二、使用keil5进行进一步开发

1、引入HC-SR04的驱动文件

hc-sr04.c

/** @Author       : yzy* @Date         : 2021-05-31 17:03:23* @LastEditors  : yzy* @LastEditTime : 2021-06-21 22:16:28* @Description  : * @FilePath     : \CSDN_HC-SR04_GPIO\BSP_HARDWARE\HC-SR04\hc-sr04.c*/
#include "hc-sr04.h"Hcsr04InfoTypeDef Hcsr04Info;/*** @description: 超声波模块的输入捕获定时器通道初始化* @param {TIM_HandleTypeDef} *htim* @param {uint32_t} Channel* @return {*}*/
void Hcsr04Init(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
{/*--------[ Configure The HCSR04 IC Timer Channel ] */// MX_TIM2_Init();  // cubemx中配置Hcsr04Info.prescaler = htim->Init.Prescaler; //  72-1Hcsr04Info.period = htim->Init.Period;       //  65535Hcsr04Info.instance = htim->Instance;        if(Hcsr04Info.ic_tim_ch == TIM_CHANNEL_1){Hcsr04Info.active_channel = HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1;             //  TIM_CHANNEL_1}else if(Hcsr04Info.ic_tim_ch == TIM_CHANNEL_2){Hcsr04Info.active_channel = HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2;             //  TIM_CHANNEL_2}else if(Hcsr04Info.ic_tim_ch == TIM_CHANNEL_3){Hcsr04Info.active_channel = HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_3;             //  TIM_CHANNEL_3}else if(Hcsr04Info.ic_tim_ch == TIM_CHANNEL_4){Hcsr04Info.active_channel = HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_4;             //  TIM_CHANNEL_4}/*--------[ Start The ICU Channel ]-------*/HAL_TIM_Base_Start_IT(htim);HAL_TIM_IC_Start_IT(htim, Channel);
}/*** @description: HC-SR04触发* @param {*}* @return {*}*/
void Hcsr04Start(void)
{HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(1);  //  10us以上HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}/*** @description: 定时器计数溢出中断处理函数* @param {*}    main.c中重定义void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef* htim)* @return {*}*/
void Hcsr04TimOverflowIsr(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == Hcsr04Info.instance) //  {Hcsr04Info.tim_overflow_counter++;}
}/*** @description: 输入捕获计算高电平时间->距离* @param {*}    main.c中重定义void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)* @return {*}*/
void Hcsr04TimIcIsr(TIM_HandleTypeDef* htim)
{if((htim->Instance == Hcsr04Info.instance) && (htim->Channel == Hcsr04Info.active_channel)){if(Hcsr04Info.edge_state == 0)      //  捕获上升沿{// 得到上升沿开始时间T1，并更改输入捕获为下降沿Hcsr04Info.t1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, Hcsr04Info.ic_tim_ch);__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, Hcsr04Info.ic_tim_ch, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);Hcsr04Info.tim_overflow_counter = 0;  //  定时器溢出计数器清零Hcsr04Info.edge_state = 1;        //  上升沿、下降沿捕获标志位}else if(Hcsr04Info.edge_state == 1) //  捕获下降沿{// 捕获下降沿时间T2，并计算高电平时间Hcsr04Info.t2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, Hcsr04Info.ic_tim_ch);Hcsr04Info.t2 += Hcsr04Info.tim_overflow_counter * Hcsr04Info.period; //  需要考虑定时器溢出中断Hcsr04Info.high_level_us = Hcsr04Info.t2 - Hcsr04Info.t1; //  高电平持续时间 = 下降沿时间点 - 上升沿时间点// 计算距离Hcsr04Info.distance = (Hcsr04Info.high_level_us / 1000000.0) * 340.0 / 2.0 * 100.0;// 重新开启上升沿捕获Hcsr04Info.edge_state = 0;  //  一次采集完毕，清零__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, Hcsr04Info.ic_tim_ch, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);}}
}/*** @description: 读取距离 * @param {*}* @return {*}*/
float Hcsr04Read(void)
{// 测距结果限幅if(Hcsr04Info.distance >= 450){Hcsr04Info.distance = 450;}return Hcsr04Info.distance;
}

hc-sr04.h

/** @Author       : yzy* @Date         : 2021-05-31 17:03:27* @LastEditors  : yzy* @LastEditTime : 2021-05-31 19:02:54* @Description  : * @FilePath     : \F103_Test\BSP_HARDWARE\hc-sr04.h*/
#ifndef HCSR04_H_
#define HCSR04_H_#include "main.h"typedef struct
{uint8_t  edge_state;uint16_t tim_overflow_counter;uint32_t prescaler;uint32_t period;uint32_t t1;  //  上升沿时间uint32_t t2;   //  下降沿时间uint32_t high_level_us;    //  高电平持续时间float    distance;TIM_TypeDef* instance;uint32_t ic_tim_ch;HAL_TIM_ActiveChannel active_channel;
}Hcsr04InfoTypeDef;extern Hcsr04InfoTypeDef Hcsr04Info;/*** @description: 超声波模块的输入捕获定时器通道初始化* @param {TIM_HandleTypeDef} *htim* @param {uint32_t} Channel* @return {*}*/
void Hcsr04Init(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);/*** @description: HC-SR04触发* @param {*}* @return {*}*/
void Hcsr04Start(void);/*** @description: 定时器计数溢出中断处理函数* @param {*}    main.c中重定义void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef* htim)* @return {*}*/
void Hcsr04TimOverflowIsr(TIM_HandleTypeDef *htim);/*** @description: 输入捕获计算高电平时间->距离* @param {*}    main.c中重定义void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)* @return {*}*/
void Hcsr04TimIcIsr(TIM_HandleTypeDef* htim);/*** @description: 读取距离 * @param {*}* @return {*}*/
float Hcsr04Read(void);#endif /* HCSR04_H_ */

驱动文件里面函数的具体使用都有介绍，我就不做过多解释了。

2、添加中断回调函数

如果有了解过超声波的工作原理的话就可以知道使用到了定时器，我们还配置了TIM4一通道为输入捕获，所以我们需要输出捕获中断和定时器溢出中断的回调函数。

/* USER CODE BEGIN 4 */
/*** @description: 定时器输入捕获中断* @param {TIM_HandleTypeDef} *htim* @return {*}*/
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{Hcsr04TimIcIsr(htim);
}/*** @description: 定时器溢出中断* @param {*}* @return {*}*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{Hcsr04TimOverflowIsr(htim);
}
/* USER CODE END 4 */

示例：

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_TIM4_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */Hcsr04Init(&htim4, TIM_CHANNEL_1);  //  超声波模块初始化Hcsr04Start();  //  开启超声波模块测距printf("hc-sr04 start!\r\n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){// 打印测距结果Hcsr04Start();printf("distance:%.1f cm\r\n", Hcsr04Read());HAL_Delay(300); //  测距周期300ms/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

效果图如下：

如果有什么错误欢迎大家指正。谢谢啦

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