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2.HC-SR04超聲波測距模塊的使用說明

圖1 HC-SR04超聲波測距模塊的產品介紹

圖2 HC-SR04超聲波測距模塊的電氣參數

圖3超聲波測距模塊的實物圖

圖4 HC-SR04超聲波測距模塊的基本工作原理

圖5 HC-SR04測距模塊的基本時序

1.      //超聲波測距  
2.        
3.      #include "hcsr04.h"  
4.         
5.      #define HCSR04_PORT     GPIOB  
6.      #define HCSR04_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOB  
7.      #define HCSR04_TRIG     GPIO_Pin_5  
8.      #define HCSR04_ECHO     GPIO_Pin_6  
9.        
10.  #define TRIG_Send  PBout(5)   
11.  #define ECHO_Reci  PBin(6)  
12.    
13.  u16 msHcCount = 0;//ms計數  
14.    
15.  void Hcsr04Init()  
16.  {    
17.      TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;     //生成用于定時器設置的結構體  
18.      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
19.      RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK, ENABLE);  
20.         
21.          //IO初始化  
22.      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =HCSR04_TRIG;       //發送電平引腳  
23.      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  
24.      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽輸出  
25.      GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);  
26.      GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);  
27.         
28.      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =   HCSR04_ECHO;     //返回電平引腳  
29.      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入  
30.      GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);    
31.          GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_ECHO);      
32.         
33.              //定時器初始化 使用基本定時器TIM6  
34.          RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);   //使能對應RCC時鐘  
35.          //配置定時器基礎結構體  
36.          TIM_DeInit(TIM2);  
37.          TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1000-1); //設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值         計數到1000為1ms  
38.          TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1); //設置用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值  1M的計數頻率 1US計數  
39.          TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//不分頻  
40.          TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式  
41.          TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位         
42.            
43.          TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update);   //清除更新中斷，免得一打開中斷立即產生中斷  
44.          TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE);    //打開定時器更新中斷  
45.          hcsr04_NVIC();  
46.      TIM_Cmd(TIM6,DISABLE);       
47.  }  
48.    
49.    
50.  //tips：static函數的作用域僅限于定義它的源文件內，所以不需要在頭文件里聲明  
51.  static void OpenTimerForHc()        //打開定時器  
52.  {  
53.          TIM_SetCounter(TIM6,0);//清除計數  
54.          msHcCount = 0;  
55.          TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);  //使能TIMx外設  
56.  }  
57.     
58.  static void CloseTimerForHc()        //關閉定時器  
59.  {  
60.          TIM_Cmd(TIM6, DISABLE);  //使能TIMx外設  
61.  }  
62.     
63.     
64.   //NVIC配置  
65.  void hcsr04_NVIC()  
66.  {  
67.              NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  
68.              NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  
69.        
70.              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM6_IRQn;             //選擇串口1中斷  
71.              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //搶占式中斷優先級設置為1  
72.              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;         //響應式中斷優先級設置為1  
73.              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //使能中斷  
74.              NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  
75.  }  
76.    
77.    
78.  //定時器6中斷服務程序  
79.  void TIM6_IRQHandler(void)   //TIM3中斷  
80.  {  
81.          if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET)  //檢查TIM3更新中斷發生與否  
82.          {  
83.                  TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx更新中斷標志   
84.                  msHcCount++;  
85.          }  
86.  }  
87.     
88.    
89.  //獲取定時器時間  
90.  u32 GetEchoTimer(void)  
91.  {  
92.          u32 t = 0;  
93.          t = msHcCount*1000;//得到MS  
94.          t += TIM_GetCounter(TIM6);//得到US  
95.            TIM6->CNT = 0;  //將TIM2計數寄存器的計數值清零  
96.                  Delay_Ms(50);  
97.          return t;  
98.  }  
99.     
100.        
101.      //一次獲取超聲波測距數據 兩次測距之間需要相隔一段時間，隔斷回響信號  
102.      //為了消除余震的影響，取五次數據的平均值進行加權濾波。  
103.      float Hcsr04GetLength(void )  
104.      {  
105.              u32 t = 0;  
106.              int i = 0;  
107.              float lengthTemp = 0;  
108.              float sum = 0;  
109.              while(i!=5)  
110.              {  
111.              TRIG_Send = 1;      //發送口高電平輸出  
112.              Delay_Us(20);  
113.              TRIG_Send = 0;  
114.              while(ECHO_Reci == 0);      //等待接收口高電平輸出  
115.                  OpenTimerForHc();        //打開定時器  
116.                  i = i + 1;  
117.                  while(ECHO_Reci == 1);  
118.                  CloseTimerForHc();        //關閉定時器  
119.                  t = GetEchoTimer();        //獲取時間,分辨率為1US  
120.                  lengthTemp = ((float)t/58.0);//cm  
121.                  sum = lengthTemp + sum ;  
122.                
123.          }  
124.              lengthTemp = sum/5.0;  
125.              return lengthTemp;  
126.      }  
127.        
128.        
129.      /*::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 
130.      ** 函數名稱: Delay_Ms_Ms 
131.      ** 功能描述: 延時1MS (可通過仿真來判斷他的準確度)           
132.      ** 參數描述：time (ms) 注意time<65535 
133.      :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::*/  
134.      void Delay_Ms(uint16_t time)  //延時函數  
135.      {   
136.          uint16_t i,j;  
137.          for(i=0;i<time;i++)  
138.              for(j=0;j<10260;j++);  
139.      }  
140.      /*::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: 
141.      ** 函數名稱: Delay_Ms_Us 
142.      ** 功能描述: 延時1us (可通過仿真來判斷他的準確度) 
143.      ** 參數描述：time (us) 注意time<65535                 
144.      :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::*/  
145.      void Delay_Us(uint16_t time)  //延時函數  
146.      {   
147.          uint16_t i,j;  
148.          for(i=0;i<time;i++)  
149.              for(j=0;j<9;j++);  
150.      }

 
Main函數的實現 

1.      #include "hcsr04.h"   
2.        
3.      int main()  
4.      {  
5.            
6.              float length;  
7.                
8.              GPIO_cfg();  
9.            NVIC_cfg();  
10.          USART_cfg();      
11.          printf("串口初始化成功！\n");  
12.        
13.          Hcsr04Init();     
14.          printf("超聲波初始化成功！\n");//測試程序是否卡在下面兩句上面  
15.    
16.          length = Hcsr04GetLength();  
17.          printf("距離為:%.3f\n",length);  
18.        
19.        
20.  }
    5.測試結果

圖6 HC-SR04超聲波測距模塊測試結果

   在這里初始化TIM6為每1ms進入一次中斷進行時間計數

圖7定時器初始化

    HCSR04超聲波測距模塊的時序實現代碼

圖8 超聲波測距模塊時序實現代碼

    6.注意事項
    1.如果要連續多次測量距離，要注意測量周期為 60ms以上， 以防止發射信號對回響信號的影響。
    2.此模塊不宜帶電連接， 若要帶電連接， 則先讓模塊的GND端先連接， 否則會影響 模塊的正常工作。
    3.測距時，被測物體的面積不少于0.5平方米且平面盡量要求平整，否則影響測量的結果