hc-sr04超声波测距定时器输入捕获法 f407 hal

HC-SR04超声波测距模块配合STM32F407微控制器（HAL库）使用输入捕获法测量距离的过程主要包括以下几个步骤：

1. **初始化硬件**:
- 首先，配置超声波发射和接收引脚，通常选择GPIO口作为输入输出，如TRIG和ECHO。
- 然后，配置输入捕获（Capture）功能，选择适当的捕获通道和触发条件。

2. **发送和接收信号**:
- 当发送超声波脉冲时（比如高电平），通过GPIO控制线触发HC-SR04模块发射声波。
- 接收超声波回波时，通过检测GPIO的输入变化来判断回波的到来。

3. **设置计时**:
- 使用HAL库中的TIM中断或延时函数，设定从发射信号到接收到回波的时间。这期间，超声波会在空气中传播两个往返的距离，所以我们需要将这个时间除以2才能得到单程距离。

4. **输入捕获**:
- 当超声波回波被检测到时，TIM捕获中断会被触发，此时记录下当前的系统时间。

5. **计算距离**:
- 通过系统时间减去超声波发射时间，得到信号往返的时间。由于声音在空气中的传播速度已知（约343米/秒），可以使用公式 `distance = (signal_speed * time) / 2` 计算出距离。

6. **处理结果**:
- 将计算出的距离存储在一个变量中，并可能进行一些滤波和校准操作，以提高精度。

相关问题

hal库hc-sr04超声波测距

HC-SR04超声波测距模块是一种常用的测距设备，可以通过发送超声波信号并接收回响信号来计算距离。根据引用[1]中提供的参考资料，可以使用STM32的HAL库来实现HC-SR04的测距功能。

根据引用[2]中的代码示例，可以看到在函数UltrasonicRanging()中，通过调用SR04Distance()和SR04Distance2()函数来获取超声波1和超声波2测得的距离。这里使用了一个循环来获取多次测量值，并通过比较最大值和最小值来排除异常值。最后，通过计算平均值来得到最终的距离值。

另外，根据引用[3]中的描述，可以使用两种方法来测量回响信号的高电平时间。一种是使用定时器的方式，在上升沿开始计数，等待下降沿停止计数，并根据计数值计算距离。另一种是使用定时器的输入捕获功能，在捕获到上升沿或下降沿时记录定时器的计数值，并计算距离。其中，方法2使用输入捕获来测量高电平时间，相比方法1避免了阻塞的情况。

综上所述，使用HAL库可以方便地实现HC-SR04超声波测距功能，并可以根据需求选择合适的方法来测量回响信号的高电平时间。

hc-sr04超声波测距hal库 CUBEMX

### HC-SR04 超声波测距 HAL 库 STM32CubeMX 配置教程

#### 一、硬件连接
HC-SR04 的引脚定义如下：

- VCC 连接到 STM32 的 5V 或者 3.3V 电源。
- GND 接到 STM32 地线。
- Trig (触发) 接到 STM32 GPIO 输出引脚。
- Echo (回响) 接到 STM32 GPIO 输入引脚。

确保这些连线正确无误，以便后续软件配置能够正常工作[^1]。

#### 二、STM32CubeMX 设置
打开 STM32CubeMX 并创建新工程，选择合适的 MCU 型号。按照以下步骤设置：

##### 1. GPIO 初始化
对于 Trig 和 Echo 引脚，在 Pinout & Configuration 页面中找到对应的 GPIO，并分别将其模式设为 **GPIO_Output** 和 **GPIO_Input**。这一步骤是为了让 STM32 可以向 HC-SR04 发送触发脉冲以及读取返回的时间差信号[^3]。

##### 2. 定时器初始化
为了精确测量时间间隔，建议启用定时器（TIM）。可以使用高级控制定时器如 TIM1 来实现微秒级延迟和捕获功能。具体来说，将 TIM1 设定为输入捕捉模式用于记录 Echo 上升沿时刻，而下降沿则用来结束计数过程[^2]。

##### 3. 中断服务程序配置
为了让系统能够在检测到 Echo 边缘变化时立即响应，应该使能相应的外部中断或定时器事件中断。这样可以在不占用 CPU 主循环的情况下高效处理数据采集任务。

完成上述配置后生成代码框架即可进入下一步编程阶段。

#### 三、HAL 库函数调用实例
以下是利用 HAL 库编写的一段简单 C 语言代码片段，展示了如何驱动 HC-SR04 实现基本的距离测量功能：

#include "main.h"

// 定义全局变量存储距离值
float distance;

void Start_Ultrasonic_Measurement(void){
    // 向Trig引脚发出至少10us宽的正脉冲来启动一次测量周期
    HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_SET);
    __NOP();__NOP();__NOP();
    HAL_DelayMicroseconds(10);  
    HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_RESET);

    // 等待Echo变为高电平表示接收到反射回来的声音信号
    while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT,ECHO_PIN)==RESET){}

    // 开始计时
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim1,TIM_IT_CC1);
    
    // 当Echo再次变低时表示已经完成了整个往返行程
    while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT,ECHO_PIN)!=RESET){}
}

该部分实现了对 HC-SR04 的基础操作逻辑，即先发送触发命令再等待回应并据此计算实际物理长度。