基于STM32F103的超声波传感器实验:HC-SR04传感器

本文主要是介绍基于STM32F103的超声波传感器实验:HC-SR04传感器，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

（本人新手，程序可能有些地方不规范，但是是可用的，只需初始化一个串口,然后在串口助手就可以看到距离数据。）

首先简要介绍HC-SR04模块的工作原理。该模块使用超声波测距的原理,通过发射超声波并计算从物体反射回来所需时间间隔来推算距离。模块主要包括超声波发射部、接收部及控制电路。测距时,先向Trig端口发送一个>10us的高电平脉冲来启动测距,然后模块会从Echo端口发出8周期的40Khz方波,并检测回波信号。根据回波信号的时间长度可以计算出物体的距离。

本次实验使用STM32F103芯片与HC-SR04模块进行配合,完成超声波测距和距离显示。实验步骤如下:

(1)连接传感器与STM32
VCC接单片机电源，GND端连接公共地线。Trig和Echo两端口连接到STM32单片机GPIO上,本实验Trig使用PA1,Echo使用PA2。（这里需要注意：HC-SR04模块需要5V电源供电,而STM32F103工作电压为3.3V。有电源最好连接到电源引脚）

(2)编写测距程序
在Keil或IAR工程中编写测距代码,包含GPIO初始化、超声波模块配置、发送Trig信号及回波检测、距离计算等函数。通过设置Trig输出模式,Echo输入模式来控制模块的工作。进入主函数后,在while循环内不断调用测距函数以更新距离值。

#include "stm32f10x.h"#define TRIG_PIN GPIO_Pin_0
#define ECHO_PIN GPIO_Pin_1  #define TRIG_PORT GPIOA
#define ECHO_PORT GPIOA// 微秒级延时函数
uint32_t micros(void)
{return SysTick->VAL;  
}
// us延时函数
void Delay_us(uint32_t n)
{SysTick->LOAD = 72*n; SysTick->VAL = 0x00;       SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;while ((SysTick->CTRL & 0x00010000) == 0);SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;      
}
// 测距函数
void Distance_Test(void)
{   GPIO_SetBits(TRIG_PORT,TRIG_PIN);Delay_us(15);  GPIO_ResetBits(TRIG_PORT,TRIG_PIN);while(GPIO_ReadInputDataBit(ECHO_PORT,ECHO_PIN)==0);  uint32_t t1 = micros();while(GPIO_ReadInputDataBit(ECHO_PORT,ECHO_PIN)==1); uint32_t t2 = micros();uint32_t distance = (t2 - t1) * 340 / 20000;printf("distance:%d cm \r\n",distance);  
}int main(void) 
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; // Trig????PA1GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; // Echo????PA2GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);while(1){Distance_Test();for(uint32_t i=0; i<500000; i++); }
}

(3)下载程序测试
使用J-Link或ST-Link将编译后的程序下载到开发板上,供电后测距程序开始执行。通过OLED显示或串口打印输出的信息可以看到实时的距离数据。

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