超声波模块基于STM32HAL库使用代码

超声波模块通常用于测量距离，它在STM32微控制器上使用时，需要结合STM32 HAL库（Hardware Abstraction Layer，硬件抽象层）来简化编程。以下是一个基本示例，展示如何在STM32F103系列中使用HAL库来操作超声波传感器如HC-SR04：

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

// 定义超声波模块的GPIO口和中断资源
static GPIO_TypeDef* USR_XTRIG_PIN = GPIOA;
static GPIO_TypeDef* USR_ECHO_PIN = GPIOB;
static EXTI_HandleTypeDef UsrExtiHandle;

void ultrasonic_init(void) {
    // 初始化GPIO和EXTI
    GPIO_InitTypeDef gpio_InitStructure;
    EXTI_InitTypeDef exti_InitStructure;

    // 设置触发和echo引脚为输入模式
    gpio_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_2; // 选择XTRIG引脚
    gpio_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    gpio_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(USR_XTRIG_PIN, &gpio_InitStructure);

    gpio_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_3; // 选择ECHO引脚
    gpio_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    gpio_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(USR_ECHO_PIN, &gpio_InitStructure);

    // 初始化EXTI for ECHO pin
    exti_InitStructure.Line = EXTI_Line3;
    exti_InitStructure.ExtType = EXTI_RisingFallEdge; // 对于HC-SR04，通常是上升沿触发
    exti_InitStructure Trigger = EXTI_Trigger_RISING;
    exti_InitStructure.Interrupt = ENABLE;
    exti_InitStructure.Polarity = EXTI_Polarity_High;
    HAL_EXTI_Init(&UsrExtiHandle);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn); // Enable EXTI interrupt

    // 开启定时器以产生触发脉冲
    TIM_TimeBaseInitTypeDef timinit;
    timinit.Prescaler = 83; // 根据实际时钟频率调整
    timinit.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    timinit.Period = 25000 - 1; // 发送周期减去1是为了留出时间等待回声
    HAL_TIM_Base_Init(&TIM3, &timinit);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&TIM3);
}

int32_t ultrasonic_distance(void) {
    // 停止计时器以接收回声信号
    HAL_TIM_Base_Stop_IT(&TIM3);

    HAL_GPIO_WritePin(USR_ECHO_PIN, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET); // 发送高电平
    HAL_Delay(10); // 等待Echo pulse反射

    HAL_GPIO_WritePin(USR_ECHO_PIN, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET); // 发送低电平，开始计时
    uint16_t echo_time = 0;
    while (HAL_GPIO_ReadPin(USR_ECHO_PIN, GPIO_PIN_3) == GPIO_PIN_RESET) { // 监听Echo pin直到高电平
        if (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_RXNE) == SET) {
            echo_time = HAL_UART_GetData(USART2);
        }
        if (echo_time > 750) break; // HC-SR04的最短回声时间为750μs，超过则停止计数
    }

    // 计算距离并返回结果
    int32_t distance = (echo_time * 58 / 2); // 使用公式d=ct/2，其中c=34300cm/s, t=echo_time/1000
    return distance;
}