目录
一、介绍
二、传感器原理
1.原理图
2.引脚描述
3.工作原理介绍
三、程序设计
main.c文件
ultrasonic.h文件
ultrasonic.c文件
四、实验效果
五、资料获取
项目分享
一、介绍
HC-SR04超声波传感器是通过发送和接收超声波，利用时间差和声音传播速度，计算出模块到前方障碍物的距离的一种传感器模块。与蝙蝠寻找猎物的回声定位基本原理相同，可以广泛应用于无损测量、水文液位测量、工业场地等领域。
以下是超声波传感器的参数：
| 型号 | HC-SR04 |
| 工作电压 | DC 5V |
| 工作电流 | 3.3mA |
| 工作温度 | -40~85℃ |
| 输出方式 | GPIO |
| 探测距离 | 2cm~600cm |
| 探测精度 | 3mm |
哔哩哔哩视频链接：
HC-SR04超声波传感器详解（STM32）
（资料分享见文末）
二、传感器原理
1.原理图
模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
2.引脚描述
| 引脚名称 | 描述 |
| VCC | 供给电压DC 5V |
| GND | 地线 |
| TRIG | 触发控制信号输入 |
| ECHO | 回响信号输出 |
3.工作原理介绍
传感器发射器向某一个确定的方向发射超声波的同时进行计时，超声波在碰触到障碍物之后会返回给超声波接收器一个反射波，此时停止计时，将时间纪录为 t。根据速度距离公式，结合超声波的传播速度与时间 t，可以推算出超声波发射点与所测量障碍物之间的距离为S=340t/2
1.
采用
IO
口
TRIG
触发测距，给最少
10us
的高电平
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声波从发射到返回的时间。
测试距离
=(
高电平时间*声速
(343M/S))/2;
distance_cm=
（
us)/58
注意：测量周期应为60ms以上，以防止发射信号对回响信号的影响，被测物体的面积应不小于0.5平方米且尽量要求平整，否则影响结果
三、程序设计
1.使用STM32F103C8T6读取HC-SR04超声波传感器采集的距离数据，通过串口发送至电脑
2.将读取得到距离信息数据同时在OLED上显示
| TRIG | PA0 |
| ECHO | PA1 |
| OLED_SCL | PB11 |
| OLED_SDA | PB10 |
| 串口 | 串口1 |
main.c文件
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "oled.h"
#include "ultrasonic.h"
#include "timer.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 项目 : HC-SR04超声波传感器实验
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.27
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 参看ultrasonic.h
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
float distance;
int main(void)
{
SystemInit();//配置系统时钟为72M
delay_init(72);
LED_Init();
LED_On();
Ultrasonic_Init();
USART1_Config();//串口初始化
OLED_Init();
printf("Start \n");
delay_ms(1000);
OLED_Clear();
//显示“距离:”
OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1);
OLED_ShowChinese(16,0,1,16,1);
OLED_ShowChar(32,0,':',16,1);
OLED_ShowString(60,20,"cm",16,1);
while (1)
{
LED_Toggle();
distance = UltrasonicGetLength();
OLED_ShowNum(40,20,distance,2,16,1);
delay_ms(50); //延时50ms
}
}ultrasonic.h文件
#ifndef __ULTRASONIC_H
#define __ULTRASONIC_H
#include "stm32f10x.h"
#include "adcx.h"
#include "delay.h"
#include "math.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 文件 : HC-SR04超声波传感器h文件
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.27
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 见代码
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
/***************根据自己需求更改****************/
// ULTRASONIC GPIO宏定义
#define ULTRASONIC_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA
#define ULTRASONIC_GPIO_PORT GPIOA
#define ULTRASONIC_TRIG_GPIO_PIN GPIO_Pin_0
#define ULTRASONIC_ECHO_GPIO_PIN GPIO_Pin_1
#define TRIG_Send PAout(0)
#define ECHO_Reci PAin(1)
/*********************END**********************/
void Ultrasonic_Init(void);
float UltrasonicGetLength(void);
void OpenTimerForHc(void);
void CloseTimerForHc(void);
u32 GetEchoTimer(void);
#endif /* __ADC_H */
ultrasonic.c文件
#include "ultrasonic.h"
#include "timer.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 文件 : HC-SR04超声波传感器c文件
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.27
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 见代码
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
//超声波计数
u16 msHcCount;
void Ultrasonic_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd (ULTRASONIC_GPIO_CLK, ENABLE ); // 打开连接 超声波传感器 的单片机引脚端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ULTRASONIC_TRIG_GPIO_PIN; // 配置连接 传感器TRIG 的单片机引脚模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 设置为推挽输出
GPIO_Init(ULTRASONIC_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); // 初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ULTRASONIC_ECHO_GPIO_PIN; // 配置连接 传感器ECHO 的单片机引脚模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 设置为浮空输入输入
GPIO_Init(ULTRASONIC_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); // 初始化
TIM4_Int_Init(1000-1,72-1);
}
//打开定时器4
static void OpenTimerForHc()
{
TIM_SetCounter(TIM4,0);
msHcCount = 0;
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
}
//关闭定时器4
static void CloseTimerForHc()
{
TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);
}
//获取定时器4计数器值
u32 GetEchoTimer(void)
{
u32 t = 0;
t = msHcCount*1000;
t += TIM_GetCounter(TIM4);
TIM4->CNT = 0;
delay_ms(50);
return t;
}
//通过定时器4计数器值推算距离
float UltrasonicGetLength(void)
{
u32 t = 0;
int i = 0;
float lengthTemp = 0;
float sum = 0;
while(i!=5)
{
TRIG_Send = 1;
delay_us(20);
TRIG_Send = 0;
while(ECHO_Reci == 0);
OpenTimerForHc();
i = i + 1;
while(ECHO_Reci == 1);
CloseTimerForHc();
t = GetEchoTimer();
lengthTemp = ((float)t/58.0);//cm
sum = lengthTemp + sum ;
}
lengthTemp = sum/5.0;
return lengthTemp;
}四、实验效果
