硬件介绍

SG90舵机

如上图所示的舵机SG90，橙线对应PWM信号，而PWM波的频率不能太高，大约50Hz，即周期0.02s，20ms左右。

在20ms的周期内，高电平占多少秒和舵机转到多少度的关系如下： 

0.5ms-----0度；2.5%对应函数中占空比为250

1.0ms-----45度；5.0%对应函数中占空比为500

1.5ms-----90度；7.5%对应函数中占空比为750

2.0ms-----135度；10.0%对应函数中占空比为1000

2.5ms-----180度；12.5%对应函数中占空比为1250

震动传感器

产生震动时，会输出低电平，绿色指示灯亮（开关信号指示灯）

蜂鸣器

 低电平触发

 超声波传感器

 使用方式见之前的博客

项目要求

检测靠近时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖

发生震动时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖

按下按键时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖

使用STM32控制舵机SG90

已知，舵机的驱动要使用周期20ms左右的PWM波，并通过调整占空比x来控制舵机的角度：

那如果我现在想要让舵机每隔1S转动一个角度，使得角度为0，45，90，135，180，0度。

那就可以使用我上节实现呼吸灯的CubeMX项目，对其进行修改：

1. 由于舵机中角度的计算是和高电平占周期的比例来换算的，所以要将CH Polarity改为High

2. 由于舵机需要的PWM的周期是20ms，则可以设置PSC = 7199, ARR = 199，这样当Tclk = 72M时，周期正好是0.02s，即20ms。

 3. 这就设置好了，更新项目并打开Keil，修改main.c中的main函数，CCRx为（ARR的199对应20ms，那0.5ms就对应199/40）约等于 5 时对应0度，10对应45度，15对应90度，20对应135度，25对应180度。

  HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_3); //打开Timer4的3号Channel

  while (1)
  {
	HAL_Delay(1000);
	__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5); //0度
		
	HAL_Delay(1000);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 10); //45度
		
	HAL_Delay(1000);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 15); //90度
		
	HAL_Delay(1000);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20); //135度
		
	HAL_Delay(1000);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 25); //180度

  }

实现效果：（由于之前在用89C52做小车的时候，我已经把舵机和无线测距模块用热熔胶固定在小车上了，所以只看效果就可以） 

使用STM32控制无线测距模块HC-SR04

HC-SR04的开发逻辑在之前的章节里已经非常详细的介绍过了，这里直接开始实践：

将Trig接入PB6；Echo接入PB7，然后依然可以在刚刚舵机的CubeMX项目基础上修改：

1. 在之前的基础上，再使用一个TIM2，并且只用来作为计数功能，并软件控制何时停止计数，因此只需要设置TIM2的PSC而不需要设置ARR

值得一提的是，在89C52的使用中，驱动HC-SR04是Trig给至少10毫秒的高电平，所以我一开始是直接用HAL_Delay（20）来驱动的，但是我发现不行，所以很神奇的一件事情是，当使用STM32来驱动HC-SR04的时候，Trig的有效驱动又变回微秒级的了。。。

计数一次经过的时间是 （PSC + 1) / Tclk , 因此如果我想要计数1微秒，即0.000001s, 已知Tclk = 72 000 000， 那么PSC就应该设置为 71。然后在main.c中就可以定义出一个实现微秒级延时的函数：

//使用TIM2来做us级延时函数
void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
{
/* 使能定时器2计数 */
__HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
__HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);
while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2) < ((1 * n_us)-1) );
/* 关闭定时器2计数 */
__HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
}

然后，只要将PB6设置成GPIO_output（Trig是单片机发给HCSR04的信号）, 将PB7设置成GPIO_input（Echo是HCSR04发回单片机的信号）就可以了：

2. 这就配置好了，HC-SR04的控制主要是在KEIL中自主实现的代码，其实思路和51的时候是一样一样的：

我现在想要实现的效果就是，当检测到距离小于5cm时，使得舵机转到135度，持续两秒然后回来：

void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
{
/* 使能定时器2计数 */
    __HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
    __HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);
    while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2) < ((1 * n_us)-1) );
    /* 关闭定时器2计数 */
    __HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
}

void StartHC()
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET); //Trig写0
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET); //Trig写1
	TIM2_Delay_us(20); //持续20微妙
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET); //Trig写0
	
}

void deal_dist()
{
	int cnt;
	float dist;
	
	StartHC();
	
	while((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7)) == GPIO_PIN_RESET); //等待Echo变高的一瞬间
	HAL_TIM_Base_Start(&htim2); //TIM2开始计时
	__HAL_TIM_SetCounter(&htim2,0); //将TIM2的计数器置0
	
	while((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7)) == GPIO_PIN_SET); //等待Echo变低的一瞬间	
	HAL_TIM_Base_Stop(&htim2); //TIM2停止计时
	
	cnt = __HAL_TIM_GetCounter(&htim2);//求出计了多少次，由于计数一次经过的时间是1us
	dist = cnt*340/2*0.000001*100;  //求出距离
	
	if(dist < 10){ //如果距离小于10cm
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20); //135度
		HAL_Delay(2000);
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5); //0度
	}else{
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5); //0度
	}

}

int main(void)
{

  HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_3); //打开Timer4的3号Channel

  while (1)
  {
		deal_dist();
		HAL_Delay(200);
		
  }
}

实现效果：

感应开关盖垃圾桶实现

为了方便，就继续使用“mjm_test_PWM”的CubeMX项目文件！
在之前的基础上，要再额外加装震动传感器和蜂鸣器，将震动传感器的D0接到PB5; 蜂鸣器的I/O接到PB4。

打开CubeMX修改：

1.添加GPIO口，并把PB4先拉高，并设置中断触发方式

 

 

 

 2. 打开中断，并设置优先级（把0的位置留给滴答定时器）

 

打开Keil修改：

打开stm32f1xx_it.c --> EXTI4(9_5)_IRQHandler() --> HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler() --> HAL_GPIO_EXTI_Callback( )

HAL_GPIO_EXTI_Callback()就是中断处理程序，将他在main.c中重写：

注意，和电动车钥匙扣一样，因为要在中断函数中调用HAL_Delay，因此需要设置滴答定时器的优先级！！

void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
{
	/* 使能定时器2计数 */
	__HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
	__HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);
	while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2) < ((1 * n_us)-1) );
	/* 关闭定时器2计数 */
	__HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
}

void beep()
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); //蜂鸣器响
	HAL_Delay(200);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET); //蜂鸣器停	
}

void StartHC()
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET); //Trig写0
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET); //Trig写1
	//HAL_Delay(10);
	TIM2_Delay_us(20);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET); //Trig写0
	
}

void deal_dist()
{
	int cnt;
	float dist;
	
	StartHC();
	
	while((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7)) == GPIO_PIN_RESET); //等待Echo变高的一瞬间
	HAL_TIM_Base_Start(&htim2); //TIM2开始计时
	__HAL_TIM_SetCounter(&htim2,0); //将TIM2的计数器置0
	
	while((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7)) == GPIO_PIN_SET); //等待Echo变低的一瞬间	
	HAL_TIM_Base_Stop(&htim2); //TIM2停止计时
	
	cnt = __HAL_TIM_GetCounter(&htim2);//求出计了多少次，由于计数一次经过的时间是1us
	dist = cnt*340/2*0.000001*100;  //求出距离
	
	if(dist < 10){ //如果距离小于10cm
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20); //135度
		beep();
		HAL_Delay(2000);
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5); //0度
	}else{
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5); //0度
	}

}


void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_5){ //震动导致的中断
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET){ //这个判断很重要
			__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20); //135度
			beep();
			HAL_Delay(2000);
			//__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5); //0度 //不需要，因为main中的while一直再检测，如果震动之后，检测到有靠近，依然需要开盖；如果没有靠近，main里面的deal_dist函数也会关闭盖子
		}
	}
	
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0){ //按钮导致的中断
		HAL_Delay(50); //在检测到按键被按下的低电平的时候，先延迟50ms，再进行判断
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){ //如果延迟过后依然是低电平
			__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20); //135度
			beep();
			HAL_Delay(2000);
			//__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5); //0度 //不需要，因为main中的while一直再检测，如果按键之后，检测到有靠近，依然需要开盖；如果没有靠近，main里面的deal_dist函数也会关闭盖子
		}
	}
}


int main(void)
{
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_3); //打开Timer4的3号Channel
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0); //必须写在" SystemClock_Config() "后面！！！

  while (1)
  {
		deal_dist();
		HAL_Delay(200); //这句延迟也很重要
  }

}

实现效果

可见，不管是距离小于10cm；震动发生；还是按钮按下，都可以触发舵机的转动，蜂鸣器的滴滴声，以及两秒后舵机的归位。（由于舵机在之前做小车的时候用热熔胶固定了，所以只要功能实现了就好，别太纠结长啥样！）