【沁恒微CH32V307评估板试用体验】超声波测距模块HC-SR04在CH32V307上测试

通信

hc-sr04

前言：因最近要用到测距功能，先用赤菟测试一下，看看效果。

一、公司就有的一个小模组HC-SR04，简单介绍一下这个模组。

1、概述
HC-SR04 超声波测距模块可实现 2cm~5.6m 的非接触测距功能，工作电压为 3V-5.5V，工作电流为 5.3mA，支持 GPIO 通信模式，工作稳定可靠。
2、主要技术参数

电气参数	HC-SR04超声波测距模块
工作电压	DC 3V-5.5V
工作电流	5.3mA
工作温度	-40°C-85°C
输出方式	GPIO
感应角度	小于15度
探测距离	2cm-5.6m
探测精度	0.3cm±1%

3、模块实物尺寸

如图1所示从左到右依次编号 1,2,3,4。它们的定义如下：
⚫ 1 号 Pin：接 VCC 电源（直流 3V-5.5V）。
⚫ 2 号 Pin：接外部电路的 Trig 端，向此管脚输入一个
10uS 以上的高电平（建议 50us~100us），可触发模块
测距。
⚫ 3 号 Pin：接外部电路的 Echo 端，当测距结束时，此管
脚会输出一个高电平，电平宽度为超声波往返时间之
和。
⚫ 4 号 Pin：接外部电路的地。
4、测距工作原理
如图所示，具体可下载附件pdf查看。

二、赤菟CH32V307主要代码
代码是我从别人程序上借鉴的，移植到307上的。
1、main函数如下

int main(void)
{
float distance = 0;
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200);
Input_Capture_Init(1000-1,72-1);
printf("SystemClk:%d
",SystemCoreClock);
printf("This is Ultrasonic ranging example
");
while(1)
{
distance = Ultrasoniclength(); //cm
printf("DISTANCE:%3.2f cm
",distance);
Delay_Ms(1000);
}
}

复制代码

2、定时器tiM2设置，初始化Trig和Echo两个引脚。

void Input_Capture_Init( u16 arr, u16 psc )
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//使能IM2时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
ultrasonic_GPIO_Init(); //配置Trig和Echo两个引脚
TIM_DeInit(TIM2);
//定时器周期，实际就是设定自动重载寄存器 ARR 的值， ARR 为要装载到实际自动重载寄存器（即影子寄存器）的值，可设置范围为 0 至 65535。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;
//定时器预分频器设置，时钟源经该预分频器才是定时器计数时钟CK_CNT，它设定 PSC 寄存器的值。
//计算公式为：计数器时钟频率 (fCK_CNT) 等于fCK_PSC / (PSC[15:0] + 1)，可实现 1 至 65536 分频。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;
//时钟分频，设置定时器时钟 CK_INT 频率与死区发生器以及数字滤波器采样时钟频率分频比。可以选择 1、 2、 4 分频。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //设置计数模式，向上计数模式
//TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x00; //设置重复计数器的值，0。重复计数器，只有 8 位，只存在于高级定时器。
TIM_TimeBaseInit( TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //TIM1捕获比较中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;//设置抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //设置响应优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
TIM_ITConfig( TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE ); //使能TIM2更新中断
TIM_Cmd( TIM2, DISABLE ); //定时器使能
}

复制代码

3、测量函数

//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 Ultrasoniclength(void )
{
u32 t = 0;
int i = 0;
float length = 0 , sum = 0;
while(i!=5)
{
Start_Trig();
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)==RESET); //此处一直等，等到为1，进行下一步
ENABLE_TIM();//回响信号到来，开启定时器计数
i = i + 1;
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)==SET); //此处一直等，等到为0，进行下一步，这两段while之间的时间就是高电平时间，即发出到返回接收的时间
DISABLE_TIM();//回响信号到来，开启定时器计数
t = TIM_GetCounter(TIM2);
length=(t+count*1000)/58.0;//通过回响信号计算距离
sum = length + sum ;
printf("sum is %3.2f,length is %3.2f,t is %d,count is %d
",sum,length,t,count);
TIM_SetCounter(TIM2,0);
count = 0;
Delay_Ms(100);
}
length = sum/5.0;
return length;
}

复制代码

三、遇到的问题
1、串口打印float类型数据为空，找了半天时间，也咨询了群。最终搞定。
2、解决方法，在MSR里面点击如下图所示打开配置界面。

3、配置界面如下所示，开始选中了论坛中所说2个打印选项，结果还是不行，后面只选择了一个，结果OK了。

四、总结
因超声波测距对测距的物体表面面积有要求大于0.5平方，好像是这个数值。原理就是远了声波过去它有个角度，所以在测试过程中需要注意一下。

以上均属个人理解，如有不对，感谢指正。

超声波测距.zip (649.28 KB, 下载次数: 25)

dianzi · 2022-6-21 13:49:10

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