[问答]

如何通过HC-SR04超声波模块去实现测距功能呢

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 HC-SR04超声波模块是什么？如何通过HC-SR04超声波模块去实现测距功能呢？ 0
2021-12-13 06:00:57　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答江左盟该类别下有 32 个回答。邀请回答爱与友人该类别下有 32 个回答。邀请回答举报斗地主之神相关推荐 • 如何利用HC-SR04超声波测距模块去实现精确的直线测距呢 1526 • 怎样去编写HC-SR04超声波模块的控制程序呢 1160 • 如何利用现成的SysTick去实现HC-sr04超声波测距呢 1364 • 如何去编写HC-SR04超声波测距模块的驱动程序呢 1271 • 有哪几种方法去实现HC-SR04超声波测距呢 962 • HC-SR04超声波模块的原理与时序详解 2869 • 如何对基于STM32F103VET6的超声波传感器HC-SR04进行测距呢 1829 • 如何采用HC-SR04模块实现测距功能？ 497 • 如何对超声波测距HC-SR04进行测试呢 960 • HC-SR04和51单片机是如何实现超声波测距的 2167 1个回答

1.所需硬件

正点原子战舰V3开发板 X1
HC-SR04超声波模块 X1
杜邦线若干
2.HC-SR04超声波模块介绍

上图为HC-SR04超声波模块实物图，从图中可以看到，该模块一共有四个引脚，分别是VCC、GND、Trig、Echo，关于该模块这里不做过多的详细介绍，感兴趣的同学可以自行百度了解，下面将简单介绍该模块的原理及使用方法。根据时序图可知，首先给TRIG引脚至少10us的高电平信号触发测距，模块自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回，若有信号返回，通过Echo引脚输出一个高电平，高电平的持续时间就是超声波从发射到返回的时间，

时序图如下

该模块使用较简单，难点在于程序的编写。
3.硬件连接

[tr]Vcc3.3/5V[/tr]

GND	GND
Trig	PB5
Echo	PB6

4.程序编写思路是

1、配置好使用到的GPIO以及定时器；
2、给模块TRIG端口发送大于10us的高电平信号，当收、收到ECHO回响信号是，打开定时器开始定时；
3、当回响信号消失，关闭定时器；
4、通过定时器定时时间来确定距离。
5.程序代码

HCSR04.c源文件

#include "hcsr04.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"

#define HCSR04_PORT    GPIOB
#define HCSR04_CLK    RCC_APB2Periph_GPIOB
#define HCSR04_TRIG    GPIO_Pin_5
#define HCSR04_ECHO    GPIO_Pin_6

#define TRIG_Send  PBout(5)
#define ECHO_Reci  PBin(6)

void Delay_Ms(uint16_t time);
void Delay_Us(uint16_t time);
void hcsr04_NVIC();

u16 msHcCount = 0;    //ms计数

void Hcsr04Init()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;    //生成用于定时器设置的结构体
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK, ENABLE);

      //IO初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =HCSR04_TRIG;          //发送电平引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HCSR04_ECHO;       //返回电平引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
   GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_ECHO);

//定时器初始化使用基本定时器TIM6
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE); //使能对应RCC时钟
//配置定时器基础结构体
TIM_DeInit(TIM2);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1000-1);    //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值       计数到1000为1ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1);    //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  1M的计数频率 1US计数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;       //不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update);    //清除更新中断，免得一打开中断立即产生中断
TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE); //打开定时器更新中断
hcsr04_NVIC();
TIM_Cmd(TIM6,DISABLE);
}

//tips：static函数的作用域仅限于定义它的源文件内，所以不需要在头文件里声明
static void OpenTimerForHc()       //打开定时器
{
TIM_SetCounter(TIM6,0);  //清除计数
msHcCount = 0;
TIM_Cmd(TIM6, ENABLE); //使能TIMx外设
}

static void CloseTimerForHc()       //关闭定时器
{
TIM_Cmd(TIM6, DISABLE);  //使能TIMx外设
}

//NVIC配置
void hcsr04_NVIC()
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn;          //选择串口1中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占式中断优先级设置为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;       //响应式中断优先级设置为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;          //使能中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

//定时器6中断服务程序
void TIM6_IRQHandler(void) //TIM3中断
{
if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET)  //检查TIM3更新中断发生与否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update  ); //清除TIMx更新中断标志
msHcCount++;
}
}

//获取定时器时间
u32 GetEchoTimer(void)
{
u32 t = 0;
t = msHcCount*1000; //得到MS
t += TIM_GetCounter(TIM6); //得到US
   TIM6->CNT = 0;    //将TIM2计数寄存器的计数值清零
Delay_Ms(50);
return t;
}

//一次获取超声波测距数据两次测距之间需要相隔一段时间，隔断回响信号
//为了消除余震的影响，取五次数据的平均值进行加权滤波。
float Hcsr04GetLength(void )
{
u32 t = 0;
int i = 0;
float lengthTemp = 0;
float sum = 0;
while(i!=5)
{
TRIG_Send = 1;    //发送口高电平输出
Delay_Us(20);
TRIG_Send = 0;
while(ECHO_Reci == 0);    //等待接收口高电平输出
OpenTimerForHc();       //打开定时器
i = i + 1;
while(ECHO_Reci == 1);
CloseTimerForHc();       //关闭定时器
t = GetEchoTimer();       //获取时间,分辨率为1US
lengthTemp = ((float)t/58.0);//cm
sum = lengthTemp + sum ;

}
lengthTemp = sum/5.0;
return lengthTemp;
}

/*:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
** 函数名称: Delay_Ms_Ms
** 功能描述: 延时1MS (可通过仿真来判断他的准确度)
** 参数描述：time (ms) 注意time<65535
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::*/
void Delay_Ms(uint16_t time)  //延时函数
{
uint16_t i,j;
for(i=0;i     for(j=0;j<10260;j++);
}
/*:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
** 函数名称: Delay_Ms_Us
** 功能描述: 延时1us (可通过仿真来判断他的准确度)
** 参数描述：time (us) 注意time<65535
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::*/
void Delay_Us(uint16_t time)  //延时函数
{
uint16_t i,j;
for(i=0;i     for(j=0;j<9;j++);
}
main.c源文件

#include "hcsr04.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"

#define HCSR04_PORT    GPIOB
#define HCSR04_CLK    RCC_APB2Periph_GPIOB
#define HCSR04_TRIG    GPIO_Pin_5
#define HCSR04_ECHO    GPIO_Pin_6

#define TRIG_Send  PBout(5)
#define ECHO_Reci  PBin(6)

void Delay_Ms(uint16_t time);
void Delay_Us(uint16_t time);
void hcsr04_NVIC();

u16 msHcCount = 0;    //ms计数

void Hcsr04Init()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;    //生成用于定时器设置的结构体
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK, ENABLE);

      //IO初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =HCSR04_TRIG;          //发送电平引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HCSR04_ECHO;       //返回电平引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
   GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_ECHO);

//定时器初始化使用基本定时器TIM6
   RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE); //使能对应RCC时钟
//配置定时器基础结构体
TIM_DeInit(TIM2);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1000-1);    //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值       计数到1000为1ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1);    //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  1M的计数频率 1US计数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;       //不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update);    //清除更新中断，免得一打开中断立即产生中断
TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE); //打开定时器更新中断
hcsr04_NVIC();
TIM_Cmd(TIM6,DISABLE);
}

//tips：static函数的作用域仅限于定义它的源文件内，所以不需要在头文件里声明
static void OpenTimerForHc()       //打开定时器
{
TIM_SetCounter(TIM6,0);  //清除计数
msHcCount = 0;
TIM_Cmd(TIM6, ENABLE); //使能TIMx外设
}

static void CloseTimerForHc()       //关闭定时器
{
TIM_Cmd(TIM6, DISABLE);  //使能TIMx外设
}

//NVIC配置
void hcsr04_NVIC()
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn;          //选择串口1中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占式中断优先级设置为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;       //响应式中断优先级设置为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;          //使能中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

//定时器6中断服务程序
void TIM6_IRQHandler(void) //TIM3中断
{
if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET)  //检查TIM3更新中断发生与否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update  ); //清除TIMx更新中断标志
msHcCount++;
}
}

//获取定时器时间
u32 GetEchoTimer(void)
{
u32 t = 0;
t = msHcCount*1000; //得到MS
t += TIM_GetCounter(TIM6); //得到US
   TIM6->CNT = 0;    //将TIM2计数寄存器的计数值清零
Delay_Ms(50);
return t;
}

//一次获取超声波测距数据两次测距之间需要相隔一段时间，隔断回响信号
//为了消除余震的影响，取五次数据的平均值进行加权滤波。
float Hcsr04GetLength(void )
{
u32 t = 0;
int i = 0;
float lengthTemp = 0;
float sum = 0;
while(i!=5)
{
TRIG_Send = 1;    //发送口高电平输出
Delay_Us(20);
TRIG_Send = 0;
while(ECHO_Reci == 0);    //等待接收口高电平输出
OpenTimerForHc();       //打开定时器
i = i + 1;
while(ECHO_Reci == 1);
CloseTimerForHc();       //关闭定时器
t = GetEchoTimer();       //获取时间,分辨率为1US
lengthTemp = ((float)t/58.0);//cm
sum = lengthTemp + sum ;

}
lengthTemp = sum/5.0;
return lengthTemp;
}

/*:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
** 函数名称: Delay_Ms_Ms
** 功能描述: 延时1MS (可通过仿真来判断他的准确度)
** 参数描述：time (ms) 注意time<65535
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::*/
void Delay_Ms(uint16_t time)  //延时函数
{
uint16_t i,j;
for(i=0;i     for(j=0;j<10260;j++);
}
/*:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
** 函数名称: Delay_Ms_Us
** 功能描述: 延时1us (可通过仿真来判断他的准确度)
** 参数描述：time (us) 注意time<65535
:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::*/
void Delay_Us(uint16_t time)  //延时函数
{
uint16_t i,j;
for(i=0;i     for(j=0;j<9;j++);
}


5.总结

通过本次的项目，我们对STM32的定时器的应用有一定了解，在学习STM32单片机的过程中自己可以边学边做项目，这样会提高自己的动手能力，也会巩固理论知识，本篇博客简单介绍了利用超声波模块测距，如需进一步了解可自行求助度娘，希望对大家的学习有所帮助！