STM32学习-37-[定时器]超声波测距实验

HC-SR04模块

HC-SR04模块的使用方法

使用的时候
想Trlg引脚写入一个大于10us的高电平
声波发生器就会发送声波
发送声波完成后Echo就会输出高电平
知道接收到回声完成后回到低电平

搭建电路

梳理思路

主要测量Echo引脚发出的脉冲宽度
使用一个通道捕获上升沿
一个捕获下降沿
分别获得快照后
就能会的高电平的持续事件

Trig启动测量发出一个大于10us的脉冲
声波发出Echo发出高电平从发从结束到接收结束
接收捕获记录CNT快照推算出时间

初始化时基单元

输入到计数器的频率决定了精度
自动重装寄存器决定了量程

按如图所示进行配置

初始化输入捕获

编程

向定时器CNT写值

清楚标志位

获取寄存器的状态

计算结果

#include "stm32f10x.h"

void App_USART1_Init(void);
void App_HCRS04_Init(void);

int main(void)
{
	App_USART1_Init();
	App_HCRS04_Init();

	while(1)
	{
		// 向CNT写0
		TIM_SetCounter(TIM1, 0);

		// 清除CC1和CC2的标志位
		TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_CC1);
		TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLAG_CC2);

		// 开启定时器
		TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

		// 向Trig写入10us的脉冲
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_SET);
		DelayUs(10);	// 这个是自己实现的函数
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);

		// 等待测量完成
		while(TIM_GetFlagStatus(TIM1, TIM_FLAG_CC1) == RESET);
		while(TIM_GetFlagStatus(TIM1, TIM_FLAG_CC2) == RESET);

		// 关闭定时器
		TIM_Cmd(TIM1, DISABLE);

		// 读取CCR1的值
		uint16 t ccr1 = TIM GetCapture1(TIM1);
		// 读取CCR2的值
		uint16_t ccr2 = TIM_GetCapture2(TIM1);
		// 计算距离 =(ccr2-ccr1)*分辨率*声速÷2
		float distance = (ccr2 - ccr1) * 1.0e-6f * 340.0f / 2;
		// 打印结果
		My_USART_Printf(USART1, "%.4f\n", distance * 100);
		// 延迟
		Delay(100) ;
	}
}

void App_USART1_Init(void){
	// 1.初始化IO引脚
	RCC_APB2PeriphCLockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	// 先启动时钟

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;	// 定义初始化结构体
	// Tx PA9 复用输出推挽
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;	// 设置配置的引脚编号
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 模式
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; // 最大速度
	GPIO_Init(GPIOA.&GPIO_InitStruct);
	
	// Rx PA10 输入浮空 输入上拉
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 模式
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); 

	// 2.初始化USART1模块
	RCC_APB2PriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);	// 启动UASRT1模块的时钟
 
	// 对串口进行初始化
	USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
 
	USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;	// 设置波特率
	USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;	// 不使用硬件流控
	USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Tx | USART_Rx;	// 设置收发方向
	USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;	// 设置数据位数
	USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	// 设置停止位
	USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;	// 设置校验位
 
	// 调用初始化函数
	USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
 
	// 启用USART模块 闭合总开关
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

void App_HCRS04_Init(void){
	// 初始化时基单元
	// 开启定时器1的时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM1, ENABLE);
 
	// 配置时基单元的参数
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 71;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65535;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepertitionCounter = 0;
 
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStruct); 

	// 初始化输入捕获
	RCC_APB2PeriphCLockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	// 先启动时钟

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;	// 定义初始化结构体
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;	// 设置配置的引脚编号
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; // 模式
	GPIO_Init(GPIOA.&GPIO_InitStruct);

	// 初始化输入捕获的通道1
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
	TIM ICInitStruct.TIM Channel = TIM_Channel_1;
	TIM ICInitStruct.TIM ICFilter = 0;	// 不使用滤波器
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	// 捕获哪个边沿
	TIM ICInitStruct.TIM ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	// 设置分频系数
	TIM ICInitStruct.TIM ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;	// 选择来源，直接
	TIM_ICInit(TIM1, &TIM_ICInitStruct);

	// 初始化输入捕获的通道2
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
	TIM ICInitStruct.TIM Channel = TIM_Channel_2;
	TIM ICInitStruct.TIM ICFilter = 0;	// 不使用滤波器
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Falling;	// 捕获哪个边沿
	TIM ICInitStruct.TIM ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	// 设置分频系数
	TIM ICInitStruct.TIM ICSelection = TIM_ICSelection_IndirectTI;	// 选择来源，直接
	TIM_ICInit(TIM1, &TIM_ICInitStruct);

	// 初始化Trig引脚
	RCC_APB2PeriphCLockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	// 先启动时钟
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;	// 设置配置的引脚编号
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT_PP; // 模式
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; // 最大速度
	GPIO_Init(GPIOA.&GPIO_InitStruct);
}