【STM32CubeMX】HC_SR04模块测距

news2024/12/28 20:57:54

前言

本文章介绍了基于STM32F103的HAL库，完成对HC_SR04超声波模块测距的基本思路和工程案例。

环境

STM32F103C6T6系统板，72MHz主频
基于STM32CubeMX生成的HAL库代码
硬件连接：
- PB12 — Echo(HC_SR04)，PB13 — Trig(HC_SR04)
- PB9 — SDA(OLED)，PB8 — SCL(OLED)
- HC_SR04模块供电一般3.3V~5V行

思路

外设配置，配置tim2分频后为1us状态，PB12配置为上升沿中断模式，且使能引脚中断的NVIC管理，PB13，PB9，PB8配置为输出模式。

总体思路，通过在PB13连接的HC_SR04的Trig引脚发出高电平脉冲后，等待一些时间后，声波返回，通过PB12连接的Echo引脚的外部中断（上升沿模式），进入外部中断事件后，在重置定时器的计数值为0后，开启定时器，判断下降沿的到来，到来后则停止定时器计数，然后获取计数值，通过运算后得到距离值。

流程

去RCC使能使用外部高速晶振，在去时钟配置中，将主频提到72MHz。
配置tim2分频后为1us状态，也就是计数器每加1，相当与过了1us（主频72M/72=1000000，每秒计数）。计数周期给到最大。
PB12引脚配置，左图找到引脚左键选择GPIO_EXTI模式，然后配置GPIO mode为上升沿触发模式，然后记得在NVIC中使能线路中断。
其余三个GPIO引脚默认输出模式即可。

代码

代码方面除了上述配置生成的，还导入OLED(IIC)的库，和编写的HC_SR04的库，反正没几行我就直接粘贴出来了。我在计算距离时用了整型来获得结果，想要提高精度的话可以改成浮点型的。

HC_SR04库代码

HC_SR04.h

#ifndef __HC_SR04_H__
#define __HC_SR04_H__

void HCSR04_Trigger(void);
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);
unsigned int HCSR04_ReValue(void);

#endif

HC_SR04.c

#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"

/**
* @描述:使用HC_SR04测量距离。
* @前置:在STM32CubeMX上完成tim2,gpio13，12的相关配置。
*		tim2，完成定时器2的主频/分频系数=1us，配置好PB12，PB13的相关模式。		
*/

unsigned int Value=0;
unsigned int Length=0;

/**
* @描述:触发函数，给予一定时间的高电平脉冲
* @返回:无
*/
void HCSR04_Trigger(void)
{
//触发引脚
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
//理论有10us间隔，我这里没加
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
}

/**
* @描述:该函数为，重写引脚外部中断回调函数
* @返回:无
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if(GPIO_Pin & GPIO_PIN_12)
{
    //计数返回脉冲长度
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2,0);		//计数值归零
    HAL_TIM_Base_Start(&htim2);
    while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_12));
    HAL_TIM_Base_Stop(&htim2);
    Value=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);	//获取计数值
    //测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2
    Length=(Value*0.034)/2;
}
}

/**
* @描述:该函数为，返回
* @返回:计算好的距离整型，单位cm
*/
unsigned int HCSR04_ReValue(void)
{
return Length;
}