一、HC-SR04超声波测距模块原理
1.模块简介
HC-SR04超声波模块常用于机器人避障、物体测距、液位检测、公共安防、停车场检测等场所。HC-SR04超声波模块主要是由两个通用的压电陶瓷超声传感器，并加外围信号处理电路构成的。
两个压电陶瓷超声传感器，一个用于发出超声波信号，一个用于接收反射回来的超声波信号。由于发出信号和接收信号都比较微弱，所以需要通过外围信号放大器提高发出信号的功率，和将反射回来信号进行放大，以能更稳定地将信号传输给单片机。模块如图所示：
2.模块电气参数
工作电压：DC—5V
工作电流：15mA
工作频率：40Hz
电平输出：高5V
电平输出：底0V
感应角度：不大于15度
射程范围：2cm-400cm
高精度 可达0.3cm
3.模块工作原理
(1)采用 IO 口 TRIG 触发测距，给最少 10us 的高电平信呈。
(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；
(3)有信号返回， 通过 IO 口 ECHO 输出一个高电平， 高电平持续的时间就是超
波从发射到返回的时间。 测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2
二、HC-SR04超声波测距模块与32单片机接线
Trig接IO口PA5,Echo接IO口PA6。如图示
实设距离：
测量结果：
三、32单片机源码
main.c文件：
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "hcsr04.h"
int main()
{
float length;
delay_init();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组
uart_init(115200);
Hcsr04Init();
while(1)
{
length = Hcsr04GetLength();
printf("?àà??a:%.3f\r\n",length);
}
return 0;
}
hcsr04.c文件
#include "hcsr04.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#define HCSR04_PORT GPIOA
#define HCSR04_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA
#define HCSR04_TRIG GPIO_Pin_5
#define HCSR04_ECHO GPIO_Pin_6
#define TRIG_Send PAout(5)
#define ECHO_Reci PAin(6)
u16 msHcCount = 0;
void Hcsr04Init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK, ENABLE);
//IO口初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =HCSR04_TRIG;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置IO口输出模式为推挽输出
GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);
//IO口初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HCSR04_ECHO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //设置IO口输入模式浮空输入
GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_ECHO);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器时钟
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
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1); //设置用来作为TIM3时钟频率除数的预分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//根据指定的参数初始化TIM3的时间基数单位
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //使能指定的TIM3中断，打开更新中断
//中断优先级NVIC设置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //设置抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //设置从优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器
TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);
}
void OpenTimer()
{
TIM_SetCounter(TIM3,0); //设置TIM3计数寄存器的值
msHcCount = 0;
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能定时器TIM3
}
void CloseTimer()
{
TIM_Cmd(TIM3, DISABLE); //停止使能定时器TIM3
}
//定时器3中断服务程序
void TIM3_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)//检查TIM3的更新中断是否发生
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清楚TIM3更新中断标志
msHcCount++;
}
}
u32 GetEchoTimer(void)
{
u32 t = 0;
t = msHcCount*1000; //将时间转化为微秒
t += TIM_GetCounter(TIM3);//获取当前计数器的值
TIM3->CNT = 0; //清零计数器
delay_ms(50);
return t;
}
float Hcsr04GetLength(void )
{
u32 t = 0;
int i = 0;
float lengthTemp = 0;
float sum = 0;
while(i!=5)
{
TRIG_Send = 1; //IO口PA5输出一个高电平
delay_us(20);
TRIG_Send = 0; //IO口PA5输出一个低电平
while(ECHO_Reci == 0);
OpenTimer(); //开始计时
i = i + 1;
while(ECHO_Reci == 1);
CloseTimer(); //结束计时
t = GetEchoTimer();
lengthTemp = ((float)t/58.0); //计算单次物体距离
sum = lengthTemp + sum ;
}
lengthTemp = sum/5.0; //求五次距离平均值
return lengthTemp;
}
hcr04.h文件
#ifndef __HCSR04_H
#define __HCSR04_H
float Hcsr04GetLength(void);
void Hcsr04Init(void);
#endif
详细注释请见完整工程源码.
总结
感谢各位的收看，下期将讲解如何用32单片机控制舵机，还请各位多多支持，也欢迎各位在评论区留言！