hcsr04超声波传感器stm32外部触发中断

### 使用 STM32 外部中断触发 HCSR04 超声波传感器测距

为了实现使用外部中断触发 HC-SR04 超声波传感器并完成测距，可以按照如下方法配置 STM32 的 GPIO 和 TIM 定时器。此方案能够确保当检测到 Trig 引脚上的有效触发信号时启动定时器，并在 Echo 引脚上捕获返回的时间间隔。

#### 配置 GPIO 及外设初始化

首先定义用于连接 HC-SR04 的 GPIO 引脚：

- **Trig Pin**: 输出引脚，用来发送至少 10μs 的高电平脉冲以触发测量过程。
- **Echo Pin**: 输入引脚，设置为上升沿/下降沿触发的外部中断源，以便捕捉回响信号的到来时刻。

// 初始化GPIO和TIM
void MX_GPIO_Init(void){
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 启用GPIOA时钟
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    
    // Trig pin (PA0) as output push-pull mode
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

void MX_TIM_Init(TIM_HandleTypeDef *htim){
    htim->Instance = TIM2; // 假定使用TIM2作为计数器实例
    htim->Init.Prescaler = 79; // 设置预分频系数使得计数频率为1MHz(假设系统时钟80MHz)
    htim->Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim->Init.Period = 65535; // 自由运行模式下最大周期值
    htim->Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    if (HAL_TIM_Base_Init(htim) != HAL_OK){
        Error_Handler();
    }
}

#### 实现外部中断服务程序

编写 EXTI 中断处理函数来响应来自 Echo 引脚的变化事件，并据此更新全局变量 `start_time` 或者停止定时器读取当前数值保存至 `end_time`:

uint32_t start_time = 0, end_time = 0;

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){
    static uint8_t state = 0;
    switch(state){
        case 0:// 上升沿到来
            if(HAL_GetTick() - last_interrupt >= DEBOUNCE_DELAY){ 
                __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0); // 清零计数寄存器
                start_time = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
                state++;
            }
            break;
        
        case 1:// 下降沿到来
            if(HAL_GetTick() - last_interrupt >= DEBOUNCE_DELAY){
                end_time = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
                state=0;
                
                float distance_cm = ((float)(end_time-start_time)/58.0); // 计算距离
                
                printf("Distance measured is %f cm\n",distance_cm);
            }
            break;
            
        default:
            state=0;
            break;
    }
}

上述代码片段展示了如何利用 STM32 的硬件资源配合软件逻辑实现对外界物理量——即物体间相对位置变化的有效监测[^1]。