用STM32怎么给端口信号呢？又是怎么获取信号呢？

原理：
声波遇到障碍物会反射，而声波的速度已知，所以只需要知道发射到接收的时间差，就能轻松计算出测量距离，再结合发射器和接收器的距离，就能算出障碍物的实际距离。





超声波原理图





以HC-SR04硬件为例，端口为VCC、Trig、Echo、GND。

• VCC–接STM32板子+5V；
  
• GND–接STM32板子GND；
  
• Trig–为触发控制信号输入，触发测距，给至少10us的高电平信号，模块自动发射8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回；
  
• Echo–回响信号输出，有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间。
  那用STM32怎么给端口信号呢？又是怎么获取信号呢？
  Trig端口为超声波模块的输入信号，也就是通过STM23一个端口推挽输出一个至少10us的高电平信号即可，利用delay_ms(20)实现；
  Echo端口为超声波模块的输出信号，也就是利用STM32端口捕获高电平时间，那么这个端口肯定是可以用做定时器的端口。
  通过以上分析，这里采用以下STM32端口
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  超声波模块硬件连接图
  定时器捕获原理：arr为自动重装载值，psc为时钟预分频数
  
  
  
  
  
  当捕获不满一个时长的原理图
  
  
  
  
  
  当捕获超过一个时长的原理图
  
  

部分程序

部分程序
Trig程序


void Trig_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;


    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                   //开启GPIOA时钟
   
    GPIO_Initure. Pin=GPIO_PIN_0;//PA8
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;          //推挽输出
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;                  //下拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;                     //高速
          HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);
          HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
       
}


void CHL_capture(void)
{   
                        TRIG1=1;
                        delay_us(20);
                        TRIG1=0;
}


Echo程序


#include "us015timer.h"
#include "led.h"
//  PA1---Echo     TIM2 CH2


//TIM2  捕获初始化
TIM_HandleTypeDef TIMx_Handler;         //定时器3句柄


//定时器2通道1输入捕获配置
//arr：自动重装值(TIM2是16位的!!)
//psc：时钟预分频数
void TIM2_CHx_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)
{  
    TIM_IC_InitTypeDef TIMx_CHyConfig;  
   
    TIMx_Handler.Instance=TIM2;                          //通用定时器2
    TIMx_Handler.Init.Prescaler=psc;                     //分频系数
    TIMx_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;    //向上计数器
    TIMx_Handler.Init.Period=arr;                        //自动装载值
    TIMx_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;//时钟分频因子
           TIMx_Handler.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;//使能自动重载
    HAL_TIM_IC_Init(&TIMx_Handler);                                                //初始化输入捕获时基参数
   
    TIMx_CHyConfig.ICPolarity=TIM_ICPOLARITY_RISING;    //上升沿捕获
    TIMx_CHyConfig.ICSelection=TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;//映射到TI1上
    TIMx_CHyConfig.ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;          //配置输入分频，不分频
    TIMx_CHyConfig.ICFilter=0;                          //配置输入滤波器，不滤波
    HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TIMx_Handler,&TIMx_CHyConfig,TIM_CHANNEL_2);//配置TIM3通道3
       
    HAL_TIM_IC_Start_IT(&TIMx_Handler,TIM_CHANNEL_2);   //开启TIM2的捕获通道2，并且开启捕获中断
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&TIMx_Handler,TIM_IT_UPDATE);   //使能更新中断
       
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn,2,0);    //设置中断优先级，抢占优先级2，子优先级0
    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);          //开启ITM2中断通道  
}


//定时器2底层驱动，时钟使能，引脚配置
//此函数会被HAL_TIM_IC_Init()调用
//htim:定时器2句柄
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
    __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();            //使能TIM2时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                        //开启GPIOA时钟
       
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_1;            //PA1
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_INPUT;         //复用推挽输入
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;        //下拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
    HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);


    HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn,2,0);    //设置中断优先级，抢占优先级2，子优先级0
    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);          //开启ITM2中断通道  
}


//捕获状态
//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.
//[6]:0,还没捕获到低电平;1,已经捕获到低电平了.
//[5:0]:捕获低电平后溢出的次数
u8  TIM2CH2_CAPTURE_STA=0;                                                        //输入捕获状态                                                   
u16        TIM2CH2_CAPTURE_VAL;                                                          //输入捕获值(TIM2是16位)


//定时器2中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
        HAL_TIM_IRQHandler(&TIMx_Handler);                                //定时器共用处理函数
}

//定时器更新中断（计数溢出）中断处理回调函数， 该函数在HAL_TIM_IRQHandler中会被调用,实现多个计数器满装载的计数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//更新中断（溢出）发生时执行
{
        if((TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)                                //还未成功捕获上升沿
        {
                if(TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X40)                                //已经捕获到高电平了
                {
                        if((TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)        //高电平太长了
                        {
                                TIM2CH2_CAPTURE_STA|=0X80;                        //标记成功捕获了一次
                                TIM2CH2_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
                        }else TIM2CH2_CAPTURE_STA++;
                }         
        }               
}


//定时器输入捕获中断处理回调函数，该函数在HAL_TIM_IRQHandler中会被调用
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//捕获中断发生时执行
{
        if((TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)                                //还未成功捕获
        {
                if(TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X40)                                //捕获到一个下降沿                
                {                                 
                        TIM2CH2_CAPTURE_STA|=0X80;                                //标记成功捕获到一次高电平脉宽
            TIM2CH2_CAPTURE_VAL=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&TIMx_Handler,TIM_CHANNEL_2);//获取当前的捕获值.
                        TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIMx_Handler,TIM_CHANNEL_2);   //一定要先清除原来的设置！！
            TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIMx_Handler,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_RISING);//配置TIM2通道2上升沿捕获
                }else                                                                                  //还未开始,第一次捕获上升沿
                {
                        TIM2CH2_CAPTURE_STA=0;                                        //清空
                        TIM2CH2_CAPTURE_VAL=0;
                        TIM2CH2_CAPTURE_STA|=0X40;                                //标记捕获到了上升沿
                        __HAL_TIM_DISABLE(&TIMx_Handler);              //关闭定时器2
                        __HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIMx_Handler,0);
                        TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIMx_Handler,TIM_CHANNEL_2);   //一定要先清除原来的设置！！
                        TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIMx_Handler,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_FALLING);//定时器2通道2设置为下降沿捕获
                        __HAL_TIM_ENABLE(&TIMx_Handler);                //使能定时器2
                }                    
        }               
}


主函数


int main()
{
   
          HAL_Init();                            //初始化HAL库   
    Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9); //设置时钟,72M
    delay_init(72);                 //初始化延时函数
          uart_init(9600);                                //初始化串口
    LED_Init();                     //初始化LED
          Trig_Init();
          TIM2_CHx_Cap_Init(0xffff,7200-1);
    float len=0;
           u32 time=0;
          
        while(1)
                {        u8 count=0;
                        delay_ms(10);
                       
                                           CHL_capture();  //PAout(0)
                                    if(TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X80)           //成功捕获到了一次高电平
                        {
                                                        time=TIM2CH2_CAPTURE_STA&0X3F;
                                                        time*=65536;                                             //溢出时间总和
                                                        time+=TIM2CH2_CAPTURE_VAL;                         //得到总的高电平时间
                                                        len=time*1.7;
                                                        if(len<20)
                                                        LED0=0;
                                                        else LED0=1;
                                                        TIM2CH2_CAPTURE_STA=0;          //开启下一次捕获
                                                         }
                                                        printf("LENGHT:%f CMrn",len);  //打印平均距离
                                                       


     


    }
                       
        }