hal超声波避障平衡小车代码

### HAL库实现超声波避障功能

对于基于STM32CubeMX配置并利用HAL库开发的智能小车而言，超声波传感器通常被用来检测前方障碍物的距离。下面是一个简单的例子来展示如何初始化和读取HC-SR04超声波模块的数据。

#### 初始化GPIO引脚
首先，在`main.c`文件中的`MX_GPIO_Init()`函数里设置触发脉冲（TRIG）输出引脚以及回响信号（ECHO）输入引脚：

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

/* Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, TRIG_Pin, GPIO_PIN_RESET);

/*Configure GPIO pins : PAx */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    /* GPIO Ports Clock Enable */
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    
    /*Configure GPIO pin : Trig_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = TRIG_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出模式
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(TRIG_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  
    /*Configure GPIO pin : Echo_Pin */ 
    GPIO_InitStruct.Pin = ECHO_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
    HAL_GPIO_Init(ECHO_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);   
}

#### 测量距离
接着定义一个测量距离的方法，该方法发送一个10微秒以上的高电平给Trig引脚启动测距过程，并等待Echo引脚返回低到高的跳变时刻作为起始时间戳；当再次接收到由高转低的变化时即表示结束时间戳，则两者之间的时间差乘以声速再除二即可得到实际物体间的直线距离[^1]。

float Measure_Distance_cm(void){
  float duration_us,distance_cm;

  // 发送至少10us 的正脉冲去激活超音波发射器
  HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin , GPIO_PIN_SET);
  HAL_Delay(10); // 延迟大于等于10 us
  HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin , GPIO_PIN_RESET);

  // 等待上升沿到来
  while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_GPIO_Port,ECHO_Pin)==RESET){}

  // 记录开始时间
  uint32_t start_time=HAL_GetTick(); 

  // 等待下降沿到来
  while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_GPIO_Port,ECHO_Pin)!=RESET){}
  
  // 获取持续时间为多少ms (注意这里精度较低), 实际应用建议使用更高精度计数器如TIM
  uint32_t end_time=HAL_GetTick();
  duration_us=(end_time-start_time)*1000;

  distance_cm=((duration_us/29)/2); // 这里的计算方式取决于具体使用的超声波模块参数
  
  return distance_cm;
}

此部分代码实现了基本的超声波测距逻辑，但为了提高准确性可以考虑采用定时器中断的方式来进行更精确的时间测量而不是依赖于`HAL_Delay()`. 此外还需要加入异常处理机制防止程序卡死等问题发生.