STM32与HC-SR04超声波测距

首先，先来看一下这个模块的基本功能和原理。

HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。像智能小车的测距以及转向，或是一些项目中，常常会用到。智能小车测距可以及时发现前方的障碍物，使智能小车可以及时转向，避开障碍物。

注意是5v输入，但是我用stm32 的3.3v输入也是没有问题的。

二.工作原理

1．给超声波模块接入电源和地。
2.给脉冲触发引脚（trig）输入一个长为20us的高电平方波

3.输入方波后，模块会自动发射8个40KHz的声波，与此同时回波引脚（echo）端的电平会由0变为1；（此时应该启动定时器计时）
4.当超声波返回被模块接收到时，回波引脚端的电平会由1变为0；（此时应该停止定时器计数），定时器记下的这个时间即为超声波由发射到返回的总时长。
5.根据声音在空气中的速度为344米/秒，即可计算出所测的距离。

要学习和应用传感器，学会看懂传感器的时序图是很关键的，所以我们来看一下HC-SR04的时序触发图。

我们来分析一下这个时序图，先由触发信号启动HC-RS04测距模块，也就是说，主机要先发送至少10us的高电平，触发HC-RS04,模块内部发出信号是传感器自动回应的，我们不用去管它。输出回响信号是我们需要关注的。信号输出的高电平就是超声波发出到重新返回接收所用的时间。用定时器，可以把这段时间记录下来，算出距离，别忘了结果要除于2，因为总时间是发送和接收的时间总和。

下面是亲测可用的驱动程序。

芯片型号为stm32f103zet6，超声波测距后通过串口打印到电脑上面。

驱动和测距；

//超声波测距

#include"hcsr04.h"

#defineHCSR04_PORTGPIOB

#defineHCSR04_CLKRCC_APB2Periph_GPIOB

#defineHCSR04_TRIGGPIO_Pin_5

#defineHCSR04_ECHOGPIO_Pin_6

#defineTRIG_SendPBout(5)

#defineECHO_ReciPBin(6)

u16msHcCount=0;//ms计数

voidHcsr04Init()

{

TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//生成用于定时器设置的结构体

GPIO_InitTypeDefGPIO_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TIM6

RCC_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1ms

TIM_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

staticvoidOpenTimerForHc()//打开定时器

{

TIM_SetCounter(TIM6,0);//清除计数

msHcCount=0;

TIM_Cmd(TIM6,ENABLE);//使能TIMx外设

}

staticvoidCloseTimerForHc()//关闭定时器

{

TIM_Cmd(TIM6,DISABLE);//使能TIMx外设

}

//NVIC配置

voidhcsr04_NVIC()

{

NVIC_InitTypeDefNVIC_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1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//响应式中断优先级设置为1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//使能中断

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

//定时器6中断服务程序

voidTIM6_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

u32GetEchoTimer(void)

{

u32t=0;

t=msHcCount*1000;//得到MS

t+=TIM_GetCounter(TIM6);//得到US

TIM6->CNT = 0; //将TIM2计数寄存器的计数值清零