STM32F103RCT6使用HY-SRF05 五针超声波测距模块进行测距实现

功能简述：STM32F103RCT6使用HY-SRF05五针超声波测距模块进行测距，再将测距好的值通过串口2DMA方式发送到PC的串口调试助手上。

HY-SRF05五针超声波测距模块描述：

软件实现思路：

1、精准的延时工具

2、超声波模块TRIG引脚连接到STM32的某个引脚，推挽输出，通常情况是低电平。触发超声波信号时，将STM32的这个引脚拉高，制造一个上升沿，并延时>10us，再将该引脚拉低，如此超声波就可以发送测距脉冲信号了。

3、超声波模块的ECHO引脚连接到STM32的某个引脚上，下拉输入，通常情况下是低电平，当检测到上升沿时开始计时，直到下降沿停止计时。计时单位为us（微秒），考虑到超声波测距有效性为2cm-450cm，因此，需要有一个测距超时的机制。根据声波的速度为340m/s，检测1cm的距离需要的时间为0.01/340=0.0000294s=0.0294ms=29.4us，即每29.4us的时间换算成距离约等于1cm。超声波最大测量距离为450cm，换算成等效时间为450*29.4=13230。

4、测量距离=高电平时间/29.4，结果即为计算的厘米数。

硬件电路接线：

具体实现代码：

1、精准延时

#ifndef __Z_UTIL_TIME_H
#define __Z_UTIL_TIME_H
#include "z_util_time.h"
#endifvoid delay_us(uint32_t time_us)
{SysTick->LOAD = AHB_INPUT * time_us;SysTick->VAL = 0x00;SysTick->CTRL = 0x00000005;for(;!(SysTick->CTRL & 0x00010000););SysTick->CTRL = 0x00000004;
}void delay_ms(uint32_t time_ms)
{for(;time_ms-- > 0;){delay_us(1000);}
}

2、超声波测距功能代码

#ifndef __Z_OUTER_HARDWARE_SUPERSONIC_H
#define __Z_OUTER_HARDWARE_SUPERSONIC_H
#include "z_outer_hardware_supersonic.h"
#endifvoid init_hardware_supersonic()
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_7);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}void func_trig_supersonic()
{GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_7);delay_us(12);GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_7);
}u8 func_get_supersonic_echo_signal(u16 *distance_cm)
{u16 counter_high;u16 timeout;func_trig_supersonic();for(;;){delay_us(1);if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_8) == Bit_SET){counter_high ++;if(counter_high > 13235){return 2;}}else{if(counter_high > 1){*distance_cm = ((counter_high)*10)/294;return 0;}timeout++;}if(timeout > 13235){return 2;}}
}

3、USART2串口DMA通讯代码

#ifndef __Z_HARDWARE_USART2_DMA_H
#define __Z_HARDWARE_USART2_DMA_H
#include "z_hardware_usart2_dma.h"
#endifu8 dma_recv_buf[LEN_DMA_RECV_BUF];
u8 dma_send_buf[LEN_DMA_RECV_BUF];
u8 usart2_cache[LEN_DMA_RECV_BUF];void init_hardware_usart2_dma(u32 bound)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);DMA_DeInit(DMA1_Channel6);DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART2->DR;DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)dma_recv_buf;DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = LEN_DMA_RECV_BUF;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;DMA_Init(DMA1_Channel6, &DMA_InitStructure);DMA_Cmd(DMA1_Channel6, ENABLE);DMA_DeInit(DMA1_Channel7);DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)&USART2->DR;DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)dma_send_buf;DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 0;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;DMA_Init(DMA1_Channel7, &DMA_InitStructure);DMA_Cmd(DMA1_Channel7, DISABLE);DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_GL7);USART_Cmd(USART2, ENABLE);USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Rx, ENABLE);USART_DMACmd(USART2, USART_DMAReq_Tx, ENABLE);
}void func_usart2_dma_send_bytes(u8 *bytes, u8 bytes_len)
{DMA_Cmd(DMA1_Channel7, DISABLE);memcpy(dma_send_buf, bytes, bytes_len);DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel7, bytes_len);DMA_Cmd(DMA1_Channel7, ENABLE);while(DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel7));while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) != SET);
}u8 func_usart2_dma_recv_bytes(u8 *buf_recv, u8 *len_recv)
{u8 len_dma_recv;if(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_IDLE) != RESET){USART_ReceiveData(USART2);DMA_Cmd(DMA1_Channel6, DISABLE);len_dma_recv = LEN_DMA_RECV_BUF - DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel6);memcpy(buf_recv, dma_recv_buf, len_dma_recv);memset(dma_recv_buf, 0, len_dma_recv);DMA_SetCurrDataCounter(DMA1_Channel6, LEN_DMA_RECV_BUF);USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_IDLE);DMA_Cmd(DMA1_Channel6, ENABLE);*len_recv = len_dma_recv;return 0;}return 1;
}

4、主功能函数实现：

#include "stm32f10x.h"#ifndef __Z_HARDWARE_USART2_DMA_H
#define __Z_HARDWARE_USART2_DMA_H
#include "z_hardware_usart2_dma.h"
#endif#ifndef __Z_OUTER_HARDWARE_SUPERSONIC_H
#define __Z_OUTER_HARDWARE_SUPERSONIC_H
#include "z_outer_hardware_supersonic.h"
#endifvoid init_led0(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);}int main()
{u8 buf_tmp[LEN_DMA_RECV_BUF];u16 distance_cm;init_hardware_usart2_dma(9600);init_led0();init_hardware_supersonic();while(1){if(func_get_supersonic_echo_signal(&distance_cm) == 0){buf_tmp[1] = (u8)distance_cm;buf_tmp[0] = (u8)(distance_cm >> 8);func_usart2_dma_send_bytes(buf_tmp, 2);distance_cm = 0;}GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8);delay_ms(1000);GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8);delay_ms(200);}
}

最终的效果如下：

以上，仅供参考。

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