STM32F103RCT6 实验代码之 HC-SR04超声波测距

实验简介：
实验采用HC-SR04模块进行测距，使用STM32F103RCT6单片机进行控制，用串口上传到PC端。

HC-SR04模块简介：

HC-SR04模块有四个引脚分别是：VCC GND Trig Echo

①VCC接到单片机的5V接口。
②GND接到单片机的GND。
③采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号，模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回。
④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（340M/S））/2。

模块使用：
一个控制口发一个10us以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，可以算出距离。

代码部分主要采用正点原子的输入捕获代码改动。
采用单片机PA6引脚输出10us高电平
采用了PB8（TIM4_CH3）引脚计算时间。

输入捕获部分:

#include "timer.h"
#include "usart.h"
#include "sys.h"

//定时器4通道3输入捕获配置

TIM_ICInitTypeDef  TIM4_ICInitStructure;

void TIM4_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);	//使能TIM4时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  //使能GPIOB时钟

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_8;  //PB8 清除之前设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PB8 输入
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);						 //PB8 下拉

//初始化定时器4 TIM4
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 	//预分频器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

//初始化TIM2输入捕获参数
TIM4_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_3;
TIM4_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	//上升沿捕获
TIM4_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM4_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	 //配置输入分频,不分频
TIM4_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
TIM_ICInit(TIM4, &TIM4_ICInitStructure);

//中断分组初始化
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;  //TIM4中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  //先占优先级2级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //从优先级0级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器

TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC3,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断

TIM_Cmd(TIM4,ENABLE ); 	//使能定时器4

}

u8  TIM4CH3_CAPTURE_STA=0;	//输入捕获状态
u16	TIM4CH3_CAPTURE_VAL;	//输入捕获值

//定时器5中断服务程序
void TIM4_IRQHandler(void)
{

if((TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获
{
if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET)

{
if(TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
{
if((TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
{
TIM4CH3_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次
TIM4CH3_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
}else TIM4CH3_CAPTURE_STA++;
}
}
if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_CC3) != RESET)//捕获1发生捕获事件
{
if(TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X40)		//捕获到一个下降沿
{
TIM4CH3_CAPTURE_STA|=0X80;		//标记成功捕获到一次上升沿
TIM4CH3_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture3(TIM4);
TIM_OC3PolarityConfig(TIM4,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 设置为上升沿捕获
}else  								//还未开始,第一次捕获上升沿
{
TIM4CH3_CAPTURE_STA=0;			//清空
TIM4CH3_CAPTURE_VAL=0;
TIM_SetCounter(TIM4,0);
TIM4CH3_CAPTURE_STA|=0X40;		//标记捕获到了上升沿
TIM_OC3PolarityConfig(TIM4,TIM_ICPolarity_Falling);		//CC1P=1 设置为下降沿捕获
}
}
}

TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_CC3|TIM_IT_Update); //清除中断标志位

}

输入捕获.h文件

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "sys.h"

void TIM4_Cap_Init(u16 arr,u16 psc);

#endif

GPIO PA6输出部分：

#include "gpio.h"

void gpio_Init(void)
{

GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	 //使能PA端口时钟

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;				 //LED0-->PA.6 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					 //根据设定参数初始化GPIOA.6

}

GPIO PA6 .h部分

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"

void gpio_Init(void);//初始化

#endif

main函数：

#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "timer.h"
#include "sys.h"
#include "gpio.h"

extern u8  TIM4CH3_CAPTURE_STA;		//输入捕获状态
extern u16	TIM4CH3_CAPTURE_VAL;	//输入捕获值
int main(void)
{

float temp=0;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
delay_init();	    	 //延时函数初始化
uart_init(9600);	 			//9600
gpio_Init();

TIM4_Cap_Init(0XFFFF,72-1);		//以1Mhz的频率计数
while(1)
{

GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);						 //PA.6 输出高
delay_us(10);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);						 //PA.6 输出低
delay_ms(10);

if(TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次高电平
{
temp=TIM4CH3_CAPTURE_STA&0X3F;
temp*=65536;					//溢出时间总和
temp+=TIM4CH3_CAPTURE_VAL;		//得到总的高电平时间
temp=temp*170*0.0001;
printf("distance:%f cm\r\n",temp);	//打印总的高点平时间
TIM4CH3_CAPTURE_STA=0;			//开启下一次捕获
}
delay_ms(500);
}
}

实现效果：

最后两行数据是被手挡住了才出现的

代码压缩包：HC-SR04代码

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