[嵌入式]STM32 超声波测距模块 学习记录

STM32 超声波测距模块 学习记录

文章日志

1.写于2022/08/15

文章目录

1.超声波模块工作原理

2.实验需要什么

3.代码实操

1.超声波模块工作原理

–先来看看超声波模块的实物图

trig 给10us以上的高电平，触发超声波发送

echo 在超声波发送和接收返回期间，输出高电平

我这个超声波模块实际测试感觉精度没那么好，在超近距离下（大搞5mm以下吧），计算出来的距离完全不准

我看网上还有那种5个引脚的超声波模块，原理应该都是差不多的

还有背后电路比我这个更复杂的，如

–工作原理介绍（我不生产知识，只是知识的搬运工，笑哭.jpg）

–时序图

–距离计算公式

这个我看不懂啊，就看懂 距离 = 高电平时间*声速（340m/s）/2

注意单位换算

2.实验需要什么

了解了超声波模块的工作原理，就可以开始实验代码的编写了。

实验前需要的东东：

1.超声波工作原理

2.实物-超声波模块

3.一个stm32板子

4.有关定时器的知识，如定时器输入捕获（汗颜，我必须照着原来的范例改，因为都忘了…不会造轮子，而且用轮子都不利索）

3.代码实操

同样是别人的代码…实测可以

cs.c

//超声波驱动和测量
#include "cs.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
//用定时器中断捕捉回响信号

u8 exchange_Alti_num[8];//压力数据

float length=0;

/*记录定时器溢出次数*/
u8 overcount=0;

/*设置中断优先级*/
void NVIC_Config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructer;

//NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructer);
}

/*初始化模块的GPIO以及初始化定时器TIM2*/
void CH_SR04_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructer;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructer;

RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

/*TRIG触发信号*/
GPIO_InitStructer.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructer.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructer.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructer);

/*ECOH回响信号*/
GPIO_InitStructer.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;//GPIO_Mode_IPU GPIO_Mode_IPD //这里好像没啥影响
GPIO_InitStructer.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;
GPIO_Init(GPIOB, & GPIO_InitStructer);

/*定时器TIM2初始化*/
TIM_DeInit(TIM2);
TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_Period=999;//定时周期为1000
TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_Prescaler=71; //分频系数72
TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//不分频
TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructer);

TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//开启更新中断
NVIC_Config();
TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//关闭定时器使能

}



float Senor_Using(void)
{
u16 tim=0;
   
PBout(5)=1;  //拉高信号，作为触发信号
delay_us(15);  //高电平信号超过10us
PBout(5)=0;
/*等待回响信号*/
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_6)==RESET);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//回响信号到来，开启定时器计数


while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_6)==SET);//回响信号消失
TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//关闭定时器

tim=TIM_GetCounter(TIM2);//获取计TIM2数寄存器中的计数值，一边计算回响信号时间

//length=(float)(tim+overcount*1000)/58.0;//通过回响信号计算距离
    
//根据 定时器分频系数（71+1） 定时器重装载值（999+1） 定时器时钟频率（72mhz） 定时器溢出时间 单位us  72*1000 / 72mhz  即1000us  也就是1ms
//定时器溢出时间1ms  每次定时器加1时间为 （tim+1）* （72/72mhz） 即 （tim+1） us
//总时间 overcount*1000 + (tim+1) us   超声波往返时间  /2 为单程时间  再* 340m/s 单位都换算成s 最终结果是 m
//单程时间 单位 mm
length = (float)(tim + 1 + overcount*1000)/2 *0.001 *0.001 * 340 * 100 * 10;//通过回响信号计算距离 单位mm


TIM2->CNT=0;  //将TIM2计数寄存器的计数值清零
overcount=0;  //中断溢出次数清零
//delay_ms(100);

printf("超声波测距为: %f mm \r\n",length);
return length;//距离作为函数返回值
}


//解决重复定义冲突，暂时注释掉
void TIM2_IRQHandler(void) //中断，当回响信号很长是，计数值溢出后重复计数，用中断来保存溢出次数
{
if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)!=RESET)
  {
TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);//清除中断标志
overcount++;

  }
}

//***************数据转换*******************
void Exchange_Number(void)
{
    u32 ex_Pressure;    //串口读数转换值


  Senor_Using();
   
    ex_Pressure=(long)(length);
   
    exchange_Alti_num[0]=ex_Pressure/100+'0';
    exchange_Alti_num[1]=ex_Pressure/10%10+'0';
    exchange_Alti_num[2]=ex_Pressure%10+'0';
    exchange_Alti_num[3]='.';
    exchange_Alti_num[4]=ex_Pressure*10%10+'0';
    exchange_Alti_num[5]=ex_Pressure*100%10+'0';
    exchange_Alti_num[6]='0';
    exchange_Alti_num[7]='0';
//    printf(" \r\nAlti: \r\n");
//    //Usart_Send(exchange_Alti_num,8);
//    printf("exchange_Alti_num[0] is %d \r\n",exchange_Alti_num[0]);
//    printf("exchange_Alti_num[1] is %d \r\n",exchange_Alti_num[1]);
//    printf("exchange_Alti_num[2] is %d \r\n",exchange_Alti_num[2]);
//    printf("exchange_Alti_num[3] is %d \r\n",exchange_Alti_num[3]);
//    printf("exchange_Alti_num[4] is %d \r\n",exchange_Alti_num[4]);
//    printf("exchange_Alti_num[5] is %d \r\n",exchange_Alti_num[5]);
//    printf("exchange_Alti_num[6] is %d \r\n",exchange_Alti_num[6]);
//    printf("exchange_Alti_num[7] is %d \r\n",exchange_Alti_num[7]);
//ps:我居然一直用printf，用下循环会死啊
//    printf("cm\n");
   
   
}

cs.h这个就不贴了，照着cs.c写下函数声明就行

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "cs.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
 
 int main(void)
 { 
     delay_init();           //延时函数初始化   
     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
     uart_init(9600);    //串口初始化为115200
   CH_SR04_Init();
     Senor_Using();

     
    while(1)
    {
  Exchange_Number();
        delay_ms(500);
    }
   
}

相关链接：

https://www.codenong.com/cs79784972/