STM32超声波传感器

一、介绍

根据时序图,自己看看

二、编程实战

接线方式

定时器的配置这个是最重要的

编写微妙级的函数

是固定的流程,传入多少的数值,就会定时(计数)多久

配置

写代码

### STM32超声波传感器使用教程 #### 硬件连接 对于STM32微控制器(如STM32F103C8T6)与HC-SR04超声波传感器之间的硬件连接,具体方法如下: - **电源供应**:将超声波传感器的VCC引脚连接至STM32开发板上的5V供电引脚;同时,确保两者的公共接地线相连,即把超声波传感器的GND引脚接到STM32开发板的地(GND)[^2]。 - **控制信号连线**: - Trig(触发)引脚应接至STM32的一个通用I/O(GPIO),比如PA0; - Echo(回音)引脚则需连向另一独立的GPIO端口,例如PA1。 此配置允许STM32通过设置Trig高电平至少10μs来启动一次测量周期,并监听Echo引脚的状态变化以捕捉反射回来的声音脉冲宽度,从而计算出目标物体的距离[^5]。 ```c // GPIO初始化配置示例代码片段 (假设采用HAL库) MX_GPIO_Init(); void MX_GPIO_Init(void){ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //使能GPIOA时钟 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* 配置PA0作为Trig输出 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出模式 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); /* 配置PA1作为Echo输入 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); } ``` #### 驱动代码编写 为了实现对超声波传感器的有效操控,在软件层面需要完成几个核心功能模块的设计: - 初始化外设资源,包括但不限于GPIO、定时器等。 - 编写用于激活超声波发射的功能函数`Ultrasonic_Trigger()`,该函数负责拉高并保持Trig引脚一段时间后再恢复低电平状态。 - 实现读取Echo引脚状态变化的时间戳记录机制,通常借助于中断服务程序或轮询方式捕获上升沿/下降沿事件的发生时刻。 - 计算往返时间差Δt以及由此得出的实际物理距离d=Δt*v_sound/2,其中v_sound表示空气中声音传播速度约等于340m/s[^3]。 下面给出一段简化版的驱动代码框架供参考: ```c #include "stm32f1xx_hal.h" #define TRIG_PORT GPIOA #define ECHO_PORT GPIOA #define TRIG_PIN GPIO_PIN_0 #define ECHO_PIN GPIO_PIN_1 float Ultrasonic_GetDistance(){ uint32_t start_time,end_time,duration_us; float distance_cm; // 发送触发信号 HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT,TRIG_PIN,GPIO_PIN_SET); HAL_DelayMicroseconds(10); HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT,TRIG_PIN,GPIO_PIN_RESET); // 等待ECHO变为高电平 while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT,ECHO_PIN)==RESET){} // 开始计时 start_time=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2); // 等待ECHO变回低电平 while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT,ECHO_PIN)!=RESET){} end_time=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2); duration_us=(end_time-start_time)/((SystemCoreClock/1000000)*1.0); // 计算实际距离(cm)=时间(us)*(空气中的声速(m/us))/2*100cm/m distance_cm=((duration_us*(340/(double)(1e6)))/2)*100; return distance_cm; } ``` #### 示例项目概述 一个完整的基于STM32和HC-SR04构建的应用实例可以是一个简易的小车自动避障系统。在这个场景下,主控单元会定期调用上述提到的距离检测算法获取前方障碍物的位置信息。一旦发现有潜在碰撞风险——即当探测到的目标距离小于设定阈值时,便会立即采取措施暂停前进动作直至危险解除再恢复正常行驶路径[^4]。
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