基于stm32的超声波测距报警系统（附源码和连接方式；串口显示）
之前自己写过51 单片机的超声波测距代码，最近学了stm32，就想着也用stm32来写一个。想着写出来分享给大家吧。相比之下，51和stm32自己还是偏喜欢stm32的，主要是基于固件库来进行开发的
自己也很喜欢调用固件库的感觉，所以就有了这篇文章。
首先讲一下HC-SR04超声波模块的工作原理吧！
原理：
给脉冲触发引脚（trig）输入一个长为20us的高电平方波，输入方波后，模块会自动发射8个40KHz的声波，与此同时回波引脚（echo）端的电平会由0变为1；（此时应该启动定时器计时），当超声波返回被模块接收到时，回波引 脚端的电平会由1变为0；（此时应该停止定时器计数），定时器记下的这个时间即为超声波由发射到返回的总时长。根据声音在空气中的速度为344米/秒，即可计算出所测的距离。
**实验器材：**HC-SR04超声波；STM32C8T6；无源蜂鸣器；CH340下载器
//超声波测距
#include "hcsr04.h"
#define HCSR04_PORT GPIOB
#define HCSR04_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define HCSR04_TRIG GPIO_Pin_4
#define HCSR04_ECHO GPIO_Pin_5
#define BEEP_PIN GPIO_Pin_6
#define TRIG_Send PBout(4)
#define ECHO_Reci PBin(5)
#define BEEP PBout(6)
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);
//蜂鸣器引脚初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =BEEP_PIN ; //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_SetBits(HCSR04_PORT,BEEP_PIN );
//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<time;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<time;i++)
for(j=0;j<9;j++);
}
主函数：
int main()
{
float length;
GPIO_cfg();
NVIC_cfg();
USART_cfg();
printf("串口初始化成功！\n");
Hcsr04Init();
printf("超声波初始化成功！\n");//测试程序是否卡在下面两句上面
length = Hcsr04GetLength();
printf("距离为:%.3f\n",length);
if(length<30){BEEP=!BEEP;Delay_Us(100);}//如果距离小于30cm则蜂鸣器报警提示
}
到此就结束了，希望可以帮到你们。但是在测量过程中，我们会发现有时候这个测距很不准，其实这个叫做**余震现象，那么，我们怎么来消除这个现象使得测量的精准度提高呢？
我们可以去多次测量的结果取平均值，这样子测量就准确很多了。具体代码实现如下：
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;
好的，结束。
一键三连呀！
