hcsr04超声波模块stm32f103
对于使用HCSR04超声波模块与STM32F103微控制器进行通信的问题,你可以按照以下步骤进行操作:
硬件连接:将HCSR04超声波模块的VCC引脚连接到STM32F103的5V电源引脚,GND引脚连接到GND引脚,Trig引脚连接到STM32F103的一个GPIO引脚,Echo引脚连接到另一个GPIO引脚。
在STM32F103上配置GPIO引脚:使用STM32CubeMX或直接在代码中配置GPIO引脚,将Trig引脚配置为输出模式,Echo引脚配置为输入模式。
编写代码:使用适当的编程语言(如C或C++)编写代码来控制STM32F103与HCSR04超声波模块进行通信。你需要使用GPIO引脚控制Trig引脚的高低电平,以触发超声波发送,并使用输入捕获功能来测量Echo引脚的高电平持续时间。
计算距离:根据超声波的传播速度和Echo引脚的高电平持续时间,可以计算出物体与超声波模块之间的距离。公式为:距离 = 高电平持续时间 * 传播速度 / 2。
请注意,以上步骤仅提供了一个基本的框架,具体的实现细节可能因你使用的编程语言和开发环境而有所不同。你可以参考STM32F103的官方文档和HCSR04超声波模块的说明书来获取更详细的信息和示例代码。
hc-sr04超声波测距stm32f103
使用STM32F103实现HC-SR04超声波测距
驱动文件结构概述
为了使HC-SR04超声波传感器能够正常工作并与STM32F103配合,设计了专门的驱动文件hcsr04.c
用于处理具体的硬件交互逻辑[^1]。
头文件定义
头文件sr04.h
包含了必要的宏定义以及函数声明。通过包含标准库头文件stm32f1xx_hal.h
来访问底层外设寄存器操作接口,并对外提供了一个名为GET_Distance()
的方法用来获取当前测量到的距离值[^2]。
#ifndef _SR04_H
#define _SR04_H
#include "stm32f1xx_hal.h"
void GET_Distance(void);
#endif /* _SR04_H */
测量距离的核心算法
核心部分在于触发信号发送并等待回响接收的时间差计算上。当发出一个至少持续10微秒以上的高电平脉冲给Trig引脚之后,模块会自动发射8个周期约40kHz频率的方波并通过Echo端口返回接收到反射波的信息。此时程序需要精确计时直到Echo变为低电平为止,这段时间乘以声速再除二即得到实际物体间的直线距离。
具体来说,在hcsr04.c
中的主要流程如下:
- 设置GPIO模式为推挽输出以便控制Trig线状态;
- 发送上述提到的标准启动脉冲序列;
- 切换至输入浮空模式监听Echo变化情况;
- 启动定时器记录时间戳直至检测到下降沿结束;
- 关闭定时功能停止计数并将结果转换成厘米单位显示出来;
以下是简化版代码片段展示这一过程:
// hcsr04.c 文件内的部分内容
#include "sr04.h"
...
void HCSR04_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t TRIG_PIN, uint16_t ECHO_PIN){
// 初始化 Trig 和 Echo 引脚配置...
}
uint32_t MeasureDistance(){
HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_SET);
__NOP();__NOP();
HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_RESET);
while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT,ECHO_PIN)==RESET){} // 等待上升沿
TIM->CNT=0; // 清零计数值
while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT,ECHO_PIN)!=RESET){}// 等待下降沿
return (TIM->CNT * SOUND_SPEED / 2)/1e6;
}
这里假设已经完成了对TRIG/ECHO对应的IO端口初始化设置(HCSR04_Init
),并且使用了系统自带的一个通用定时器(TIM)来进行纳秒级精度的时间间隔捕捉。最终返回的结果是以整型形式表示的实际物理长度(单位:cm)。
写一个基于STM32F103的HCSR04超声波测距的代码
基于STM32F103的HCSR04超声波测距传感器通常用于测量物体之间的距离,它的工作原理是通过发射超声波脉冲,然后接收反射回来的回波信号来计算距离。以下是一个基本的C语言代码示例,使用HAL库和GPIO、USART等模块:
```c #include "stm32f1xx_hal.h"
#define TRIGGER_PIN GPIO_Pin_8 #define ECHO_PIN GPIO_Pin_9 #define USRTX_PIN GPIO_Pin_10 #define USART_RX_PIN GPIO_Pin_11
// HCSR04超声波测距函数 uint32_t hcsr04_distance(uint16_t timeout) { uint32_t duration = 0; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 初始化GPIOs
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, TRIGGER_PIN, GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(2); // 防止干扰
GPIO_InitStructure.Pin = ECHO_PIN | USRTX_PIN | USART_RX_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
// 发射触发脉冲
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, TRIGGER_PIN, GPIO_PIN_SET);
HAL_DelayMicroSeconds(10);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, TRIGGER_PIN, GPIO_PIN_RESET);
// 等待回音信号
HAL_TimeOUT_Start(&htim4, timeout);
while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, ECHO_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {}
duration = HAL_TimeOUT_GetTime(&htim4);
// 计算距离并返回
if (duration > 0 && duration < timeout) {
float distance_cm = (duration * 58.0 / 2); // 采用超声波传播速度34300cm/s
return distance_cm;
} else {
return 0; // 测量失败,返回0
}
}
int main(void) { // ...其他初始化代码... while (1) { uint32_t distance = hcsr04_distance(20000); // 设置超时时间,单位为微秒 if (distance > 0) { // 打印或处理距离数据 printf("Distance: %.2f cm\n", distance); } }
return 0;
}
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