STM32超声波测距原理与实战。

超声波模块（HC-SR04）原理

HC-SR04是一种常见的低成本超声波测距模块，通过发射超声波并接收反射信号来计算距离。其工作原理基于声波在空气中的传播速度（约340m/s），通过测量发射与接收的时间差（ToF，Time of Flight）实现测距。模块包含四个引脚：VCC（5V供电）、GND、Trig（触发信号输入）和Echo（回响信号输出）。

工作流程

1. 向Trig引脚输入至少10μs的高电平触发信号。
2. 模块自动发射8个40kHz的超声波脉冲，并检测回波。
3. 模块通过Echo引脚输出高电平，高电平持续时间与距离成正比（计算公式如下）：

距离（cm）= (高电平时间（μs）× 声速（340m/s）) / 2 / 10000

STM32硬件连接

以STM32F103C8T6为例，典型连接方式如下：

• VCC → 5V电源
• GND → 共地
• Trig → PA0（任意GPIO输出模式）
• Echo → PA1（任意GPIO输入模式，支持外部中断或输入捕获）

需注意：

1. 若STM32为3.3V逻辑电平，建议在Echo信号线上串联1kΩ电阻分压。
2. 若需长距离稳定测量，可在VCC与GND之间并联100μF电容滤波。

驱动实现（基于HAL库）

初始化配置

配置Trig引脚为推挽输出，Echo引脚为浮空输入，并初始化定时器（用于高电平时间测量）：

// GPIO初始化
void HC_SR04_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    
    // Trig引脚配置（PA0）
    __HAL_RCC_