【STM32F103】HC |
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【STM32F103】HC
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前言：
使用的硬件：STM32F103C8T6，HC-SR04，ST-Link（其他烧录器也可以），0.96寸OLED屏幕（非必须，仅供显示测距结果，可以使用串口助手代替），若干杜邦线。 涉及操作stm32的GPIO口，外部中断，定时器，本文中不会详细解释，仅提供代码思路。 HC-SR04：HC-SR04超声波测距模块提供2cm~400cm的测距功能，精度达3mm。 以下图片截取自深圳市捷深科技有限公司的《HC-SR04超声波测距模块说明书》 
通过时序图我们可以知道，我们给HC-SR04发送长达10us的TTL脉冲，然后模块就会进行测距，测距的结果通过回响信号传达，回响的TTL电平信号时间即是超声波从HC-SR04模块发出，触碰到障碍物后返回到HC-SR04模块的时间总和。 TTL是逻辑电平标准，当电压达到2.4V~5V之间，那么为逻辑1（高电平），电压在0V~0.4V之间，那么为逻辑0（低电平）。所以我们可以直接通过GPIO口来输出以及输入时序所需的电平信号。 总所周知，声音的速度为340m/s，因此我们将回响电平的时间除340再除2之后得到的就是单位为米的测距结果。 编写思路：
结合说明书我们可以知道，我们仅需提供10us的高电平给Trig口即可。然后HC-SR04在测量完毕之后会将结果通过Echo回响回来。 所以我们只需要将Trig口拉高，等待10us（最好再延长一些，代码中用的是15us）后再拉低即可。 接着就只需要等待Echo将数据传输回来，通过时序图我们可以得知回响信号是拉高Echo口，再拉低，中间持续的时间就是测距的结果。 所以我们给Echo口配置一个中断事件，设置为上跳变下跳变都触发，另外再用一个变量记录Echo口到底是拉高还是拉低即可。 如果是拉高，那么我们需要记录下持续的时间，这时候我们需要用定时器计时，所以需要在一开始的时候就配置好定时器的初始化。唯一的问题就是该如何配置定时器的预分频器和自动重装器了。 根据说明书我们可以知道HC-SR04的精度为3mm，而测距的公式为 us/58-cm，稍加计算可知，如果我们需要测量3mm，那么得到的时间为17.4us，以此为一个刻度，那么定时器的频率应该为57471Hz。然而这样太麻烦了，而且也不好用，因此我们可以随意一些，我在代码中使用的是预分频器为72，自动重装器为100，那么得到的频率为72MHz/72/100=1000Hz，也就是一次定时器中断的时间为100us，而自动重装器里的每一个值就是1us，所以每次外部中断的下降沿触发之后只需要将定时器触发的次数*100再加上自动重装器里的值就可以得到回响信号的持续时间了，单位是us。 接线：
HC-SR04需要单独提供5V的供电，因此不能与stm32共用一个VCC（3.3V），而ST-Link有5V的供电接口，因此我将5V电压单独拉出来给HC-SR04供电，GND与stm32用同一个。 HC-SR04的Trig接GPIOA的6号口，Echo接GPIOA的7号口。 接线端口没有硬性要求，只需要修改对应代码即可。需要注意的是修改GPIO口的同时还需要修改为对应的中断通道。 OLED的SCK接GPIOB的8号口，SDA接GPIOB的9号口。
精度还是可以的。 完整代码： #include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" //使用的是b站江科大的延时函数,可以自己用别的替代延时功能 #include "OLED.h" //使用的是b站江科大的OLED驱动代码,用于展示测距结果,可以在相应的地方更换为串口通信展示到电脑的串口助手上 uint8_t flag=0; //用于记录中断信号是上升沿还是下降沿 uint32_t number=0; //记录定时器中断的次数 uint32_t times=0; //记录回响信号的持续时间 int main(void){ OLED_Init(); OLED_ShowString(1,1,"Hello World!!!"); //初始化GPIO口,Trig使用推挽输出,Echo使用浮空输入 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA的外设时钟 GPIO_InitTypeDef itd; itd.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //选择推挽输出模式 itd.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6; //选择GPIO_Pin_6 itd.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //默认选择50MHz GPIO_Init(GPIOA,&itd); itd.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; //选择浮空输入模式 itd.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7; //选择GPIO_Pin_7 GPIO_Init(GPIOA,&itd); //AFIO映射中断引脚 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //使能AFIO的外设时针 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource1); //选择外部中断源和中断通道 //EXTI中断配置 EXTI_InitTypeDef itd1; itd1.EXTI_Line=EXTI_Line7; //echo使用的端口7,因此选择7号中断线 itd1.EXTI_LineCmd=ENABLE; itd1.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt; itd1.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising_Falling; //上升沿和下降沿都触发中断 EXTI_Init(&itd1); //NVIC分配外部中断的中断优先级 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //指定中断分组 NVIC_InitTypeDef itd2; itd2.NVIC_IRQChannel=EXTI9_5_IRQn; //使用的端口7,因此选择这个参数 itd2.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; itd2.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; //抢占优先级 itd2.NVIC_IRQChannelSubPriority=2; //响应优先级 NVIC_Init(&itd2); //配置定时器 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE); TIM_TimeBaseInitTypeDef itd3; itd3.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //使用时钟分频1 itd3.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数 //72MHz/72/100=1000,每秒定时器计数1000个,因此每个计数为100us itd3.TIM_Period=72-1; //预分频系数 itd3.TIM_Prescaler=100-1; //自动重装器 itd3.TIM_RepetitionCounter=0; //该参数仅给高级定时器使用 TIM_TimeBaseInit(TIM2,&itd3); TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); //使能中断输出信号 TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择内部时钟 //NVIC分配定时器的中断优先级 NVIC_InitTypeDef itd4; itd4.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn; //指定Tim2的中断通道 itd4.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; itd4.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1; //抢占优先级 itd4.NVIC_IRQChannelSubPriority=1; //响应优先级 NVIC_Init(&itd4); uint32_t distance; while(1){ distance=0; for(int i=0;i |
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