实验三---红外超声波雷达测距

STM32F103与HC-SR04实现超声波测距及RS485/Modbus通信

最新推荐文章于 2025-02-20 08:19:00 发布

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#单片机 #嵌入式硬件 #学习

实验三—红外超声波雷达测距

实验内容与要求：

一. 采用stm32F103和HC-SR04超声波模块，使用标准库或HAL库+ 定时器中断，完成1或2路的超声波障碍物测距功能。

1）测试数据包含噪声，程序需要进行滤波处理；将测距数值通过串口上传到上位机串口助手；

2）根据障碍物距离远近，控制一个蜂鸣器（可以用LED灯代替）发出频率不同的声音（或LED不同闪烁），即输出占空比变化的PWM波形；

3）在没有超声波模块硬件的场景下，先使用Keil中的仿真逻辑分析仪，观察分析对应管脚上的时序波形，判读是否符合协议规范。

HC-SR04基本工作原理：

(1)采用IO口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信呈。

(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；

(3)有信号返回， 通过IO口ECHO输出一个高电平， 高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

引脚连接：

VCC --> VCC
GND --> GND
Trig --> PA5
Echo --> PA0

CubeMX配置：

1、RCC配置外部高速晶振——HSE

2、SYS配置：Debug设置成Serial Wire

ADC1配置：配置ADC-IN1模数转换

TIM2配置：设置定时器TIM2每1us向上计数一次，通道1为上升沿捕获并连接到超声波模块的ECHO引脚

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

GPIO配置：PA5接到了HC-SR04的TRIG触发引脚，默认输出低电平

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TIM1配置：由上面可知HC-SR04的使用需要us级的延迟函数,HAL库自带只有ms的，所以需要自己设计一个定时器 外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

超声波模块代码：

HC-SR04.h：

#ifndef HCSR04_H_
#define HCSR04_H_
 
#include "main.h"
#include "delay.h"
 
typedef struct
{
	uint8_t  edge_state;
	uint16_t tim_overflow_counter;
	uint32_t prescaler;
	uint32_t period;
	uint32_t t1;	//	上升沿时间
	uint32_t t2;	//	下降沿时间
	uint32_t high_level_us;	//	高电平持续时间
	float    distance;
	TIM_TypeDef* instance;
    uint32_t ic_tim_ch;
	HAL_TIM_ActiveChannel activ