STM32单片机连接HC_SR04超声波模块测距

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约2cm400厘米的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3毫米;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;（
      当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，主机要先发送至少为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;

1. //超声波测距  

2.   

3. #include“hcsr04.h”  

4.    

5. #define HCSR04_PORT GPIOB  

6. #define HCSR04_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB  

7. #define HCSR04_TRIG GPIO_Pin_5  

8. #define HCSR04_ECHO GPIO_Pin_6  

9.   

10. #define TRIG_Send PBout（5）   

11. #define ECHO_Reci PBin（6）  

12.   

13. u16 msHcCount = 0; //毫秒计数  

14.   

15. void  Hcsr04Init（）  

16. {    

17.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;     //生成用于定时器设置的结构体  

18.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  

19.     RCC_APB2PeriphClockCmd（HCSR04_CLK，ENABLE）;  

20.        

21.         // IO初始化  

22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HCSR04_TRIG;       //发送电平引脚  

23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  

24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出  

25.     GPIO_Init（HCSR04_PORT，＆GPIO_InitStructure）;  

26.     GPIO_ResetBits（HCSR04_PORT，HCSR04_TRIG）;  

27.        

28.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HCSR04_ECHO;     //返回电平引脚  

29.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入  

30.     GPIO_Init（HCSR04_PORT，＆GPIO_InitStructure）;    

31.         GPIO_ResetBits（HCSR04_PORT，HCSR04_ECHO）;      

32.        

33.             //定时器初始化使用基本定时器TIM6  

34.         RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM6，ENABLE）;   //使能对应RCC时钟  

35.         //配置定时器基础结构体  

36.         TIM_DeInit（TIM2）;  

37.         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计数到1000为1ms  

38.         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  

39.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //不分频  

40.         TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  // TIM向上计数模式  

41.         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         

42.           

43.         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  

44.         TIM_ITConfig（TIM6，TIM_IT_Update，ENABLE）;    //打开定时器更新中断  

45.         hcsr04_NVIC（）;  

46.     TIM_Cmd（TIM6，DISABLE）;       

47. }  

48.   

49.   

50. //提示：静态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  

51. static void  OpenTimerForHc（）         //打开定时器   

52. {  

53.         TIM_SetCounter（TIM6,0）; //清除计数  

54.         msHcCount = 0;  

55.         TIM_Cmd（TIM6，ENABLE）;  //使能TIMX外设  

56. }  

57.    

58. static void  CloseTimerForHc（）         //关闭定时器   

59. {  

60.         TIM_Cmd（TIM6，DISABLE）;  //使能TIMX外设  

61. }  

62.    

63.    

64.  // NVIC配置  

65. void  hcsr04_NVIC（）  

66. {  

67.             NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  

68.             NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_2）;  

69.       

70.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn;             //选择串口1个中断  

71.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //抢占式中断优先级设置为1  

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

73.             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //使能中断  

74.             NVIC_Init（＆NVIC_InitStructure）;  

75. }  

76.   

77.   

78. //定时器6中断服务程序  

79. void  TIM6_IRQHandler（void ）    // TIM3中断  

80. {  

81.         如果 （TIM_GetITStatus（TIM6，TIM_IT_Update）！= RESET）   //检查TIM3更新中断发生与否  

82.         {  

83.                 TIM_ClearITPendingBit（TIM6，TIM_IT_Update）;  //清除TIMX更新中断标志   

84.                 msHcCount ++;  

85.         }  

86. }  

87.    

88.   

89. //获取定时器时间  

90. u32 GetEchoTimer（void ）  

91. {  

92.         u32 t = 0;  

93.         t = msHcCount * 1000; //得到MS  

94.         t + = TIM_GetCounter（TIM6）; //得到美国  

95.           TIM6-> CNT = 0;  //将TIM2计数寄存器的计数值清零  

96.                 Delay_Ms（50）;  

97.         返回 t;  

98. }  

99.    

100.   

101. //一次获取超声波测距数据两次测距之间需要相隔一段时间，隔断回响信号  

102. //为了消除余震的影响，取五次数据的平均值进行加权滤波。  

103. float  Hcsr04GetLength（void  ）  

104. {  

105.         u32 t = 0;  

106.         int  i = 0;  

107.         float  lengthTemp = 0;  

108.         float  sum = 0;  

109.         而（i！= 5）  

110.         {  

111.         TRIG_Send = 1;      //发送口高电平输出  

112.         Delay_Us（20）;  

113.         TRIG_Send = 0;  

114.         while （ECHO_Reci == 0）;      //等待接收口高电平输出  

115.             OpenTimerForHc（）;        //打开定时器  

116.             i = i + 1;  

117.             while （ECHO_Reci == 1）;  

118.             CloseTimerForHc（）;        //关闭定时器  

119.             t = GetEchoTimer（）;        //获取时间，分辨率为1US  

120.             lengthTemp =（（float ）t / 58.0）; //厘米  

121.             sum = lengthTemp + sum;  

122.           

123.     }  

124.         lengthTemp = sum / 5.0;