STM32F103ZET6 与 ASRPRO 语音模块串口通信实现超声波坐姿检测

最新推荐文章于 2025-05-29 10:00:22 发布

七洛野

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文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2301_80691430/article/details/146298693

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1. 项目简介

本项目基于 STM32ZET6 微控制器和 ASRPRO 语音模块，通过超声波传感器检测用户与屏幕之间的距离，结合语音模块的语音播报功能，实时监控用户的坐姿。当用户离屏幕太近或太远时，系统会通过语音模块提醒用户调整坐姿，并通过 LED 指示灯提供视觉反馈。

2. 硬件准备

STM32ZET6 开发板：主控制器，负责超声波传感器的数据采集和与语音模块的通信。
ASRPRO 语音模块：用于语音播报和唤醒词识别。
HC-SR04 超声波传感器：用于检测用户与屏幕之间的距离。
LED 指示灯：用于提供视觉反馈。

3. 软件设计

原理：通过超声波连接stm32测距，来发送信号给stm32，然后通过串口2发送信息给asrpro，asrpro端接收到stm32发过来的信息后语音播报。

3.1 超声波传感器初始化

首先，我们需要初始化超声波传感器，设置其触发引脚和回响引脚。

void HC_Init()
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
    
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
    GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);

    Trig = 0;
}

3.2 超声波距离测量

通过触发超声波传感器并测量回响时间来计算距离。

u16 HC_Trig_Init(void)
{
    Trig = 1;
    delay_us(10);
    Trig = 0;
    Echo = 0;
    while(Echo == 0);
    TIM3_Start();
    while(Echo == 1);
    return TIM3_End();
}

3.3 串口通信初始化

初始化 USART2 用于与 ASRPRO 语音模块通信。

void USART2_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStrue;
    USART_InitTypeDef USART2_InitStrue;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue;
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
    GPIO_InitStrue.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStrue.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    GPIO_InitStrue.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStrue);
    
    GPIO_InitStrue.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_InitStrue.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStrue.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStrue);
    
    USART2_InitStrue.USART_BaudRate = 115200;
    USART2_InitStrue.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART2_InitStrue.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    USART2_InitStrue.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART2_InitStrue.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART2_InitStrue.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_Init(USART2, &USART2_InitStrue);
    
    USART_Cmd(USART2, ENABLE);
    
    USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);
}

3.4 主程序逻辑

在主程序中，我们通过超声波传感器检测距离，并根据距离发送相应的指令到语音模块。

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "usart2.h"
#include "timer.h"
#include "HC.h"

u16 s;

int main()
{
    int flag = 0; // ³õÊ¼»¯ flag
    LED_Init();   // ³õÊ¼»¯ LED
    delay_init(); // ³õÊ¼»¯ÑÓÊ±º¯Êý
    uart_init(115200); // ³õÊ¼»¯ USART1£¬²¨ÌØÂÊ 115200
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // ÉèÖÃ NVIC ÖÐ¶Ï·Ö×é
    USART2_Init(); // ³õÊ¼»¯ USART2
		HC_Init();
		timer3_init(4999,7199);

    while (1)
    {
				s=HC_Trig_Init()*1.7;
				printf("%d cm\r\n",s);
				delay_ms(250);
			
				if(s < 20)
				{
						flag = 1;
				}
				else if(s > 40)
				{
						flag = 2;
				}
				if (flag == 1)
        {
            Usart_SendString(USART2, "ON"); // ·¢ËÍ "ON" µ½ USART2
            printf("Sent: ON\r\n"); // µ÷ÊÔÐÅÏ¢£º´òÓ¡·¢ËÍµÄÄÚÈÝ
            LED0 = !LED0; // ÇÐ»» LED0 ×´Ì¬
            delay_ms(1000); // ÑÓÊ± 500ms
						flag = 0;
        }
        else if (flag == 2)
        {
            Usart_SendString(USART2, "OFF"); // ·¢ËÍ "OFF" µ½ USART2
            printf("Sent: OFF\r\n"); // µ÷ÊÔÐÅÏ¢£º´òÓ¡·¢ËÍµÄÄÚÈÝ
            LED0 = 0; // ¹Ø±Õ LED0
            delay_ms(1000); // ÑÓÊ± 500ms
						flag = 0;
        }
				printf("\r\n");
				delay_ms(5000);
    }
}