STM32单片机超声波测距实例

2024-01-12 14:01:42

使用 STM32 单片机和 HC-SR04 超声波传感器进行距离测量

距离测量在工业自动化、机器人技术和自动驾驶等众多应用中至关重要。超声波测距技术是一种基于反射原理的可靠且低成本的解决方案，它不受环境光线的影响。本文将指导你如何使用 STM32 单片机和 HC-SR04 超声波传感器构建一个超声波测距系统。

硬件连接

STM32 单片机和 HC-SR04 超声波传感器需要通过四根导线连接：

VCC：传感器电源（3.3V 或 5V）
GND：传感器接地
TRIG：触发信号引脚
ECHO：回波信号引脚

软件配置

软件配置涉及 GPIO 引脚和定时器的设置：

GPIO 配置：
- 将 TRIG 引脚配置为输出模式，保持低电平。
- 将 ECHO 引脚配置为输入模式，启用中断。
定时器配置：
- 配置一个定时器来测量超声波脉冲的宽度。

测试步骤

测试超声波测距系统需要：

将传感器放置在距目标对象 2cm 至 4m 的范围内。
向 TRIG 引脚发送触发脉冲。
HC-SR04 传感器发出超声波脉冲并等待回波。
传感器检测到回波后，输出回波脉冲。
STM32 单片机测量回波脉冲的宽度，并将其转换为距离。

代码示例

以下是使用 STM32 HAL 库的示例代码：

#include "stm32f1xx_hal.h"

GPIO_InitTypeDef gpio_init;
TIM_HandleTypeDef timer_handle;

void trigger_sensor() {
  HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_SET);
  HAL_Delay(10);
  HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}

int main() {
  // GPIO 初始化
  gpio_init.Pin = TRIG_Pin | ECHO_Pin;
  gpio_init.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  gpio_init.Pull = GPIO_NOPULL;
  gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(TRIG_GPIO_Port, &gpio_init);

  // 定时器初始化
  timer_handle.Instance = TIMx;
  timer_handle.Init.Prescaler = 0;
  timer_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  timer_handle.Init.Period = 0xFFFF;
  HAL_TIM_Base_Init(&timer_handle);

  while (1) {
    trigger_sensor();
    while (!HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_GPIO_Port, ECHO_Pin));
    TIM2->CNT = 0;
    while (HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_GPIO_Port, ECHO_Pin));
    float distance = TIM2->CNT * (float)0.034 / 2;
  }
}