STM32F103使用HC-SR04进行距离测量教程

资源摘要信息:"HC-SR04 Ultrasonic Sensor and STM32F103 Microcontroller Interfacing Guide" HC-SR04是一款广泛使用的超声波测距传感器，能够测量2cm到400cm之间的距离，具有非接触式测量、测量精确度高等特点，非常适合应用于机器人避障、测量距离等场景。STM32F103系列微控制器是STMicroelectronics（意法半导体）生产的中等复杂度的ARM Cortex-M3系列微控制器，以其丰富的性能和外设接口而受到广泛的应用。 HC-SR04与STM32F103的结合使用，通过编程使***103微控制器能够控制HC-SR04传感器，实现对距离的测量。本例中的HC-SR04传感器与STM32F103微控制器的连接以及程序控制部分，主要通过STM32F103的一个外部中断EXTI（extiHC-SR04）来实现。 HC-SR04的工作原理基于超声波发射后遇到障碍物反射回来的时间计算距离。传感器包含有4个引脚：VCC、TRIG（触发）、ECHO（回声）、GND。使用时，首先通过TRIG引脚发送至少10us的高电平信号，传感器接收到信号后会自动发射8个40kHz的脉冲声波。如果声波遇到障碍物，则会被反射回来并被ECHO引脚接收。通过测量ECHO引脚接收到回声的时间，结合声波在空气中的传播速度，就可以计算出距离。 STM32F103微控制器是一种32位的微控制器，具备丰富的外设接口，包括GPIO（通用输入输出）端口、定时器、ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、通信接口（如I2C、SPI、USART）等。在本例中，STM32F103通过其GPIO端口与HC-SR04的TRIG和ECHO引脚相连。当需要测量距离时，STM32F103的GPIO端口向HC-SR04的TRIG引脚输出高电平信号，同时启动定时器计数。当ECHO引脚接收到回声信号时，定时器停止计数，通过计数值和声速计算距离。 编程方面，STM32F103通过嵌入式C语言（如使用Keil uVision开发环境或STM32CubeMX配置工具）进行编程。利用STM32F103的外部中断EXTI功能，可以对HC-SR04传感器的ECHO信号进行精确的捕捉。当ECHO引脚的信号状态发生改变时（即由低变高），EXTI会产生一个中断信号，微控制器响应中断，在中断服务程序中读取定时器的值，停止计数并计算出距离。 HC-SR04与STM32F103的结合使用，不仅可以提高测距的精确度和可靠性，还能够利用STM32F103强大的处理能力，进行数据的进一步处理和分析，例如在机器人导航系统中实现对障碍物的准确检测和定位。此外，STM32F103系列微控制器支持固件库（如HAL库）和中间件，为开发人员提供了丰富的接口和辅助开发工具，使开发者能够更加快速和高效地完成项目开发。