STM32：两种方式实现超声波测距_stm32超声波测距代码

超声波模块HC-SR04的工作原理很简单，有很多办法可以完成超声波测距，这里简单介绍两种。

1.定时器中断法

配置定时器的中断并声明一个Time的变量，在中断中先判断标志位，然后检查echo端口是否为高电平，如果是，Time++，然后变量time乘以定时时间就能得到echo端口高电平持续的时间，经过计算就可以得到距离。

Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Timer.h"
 
extern uint16_t Time;   //Time变量在HCSR04.c文件中定义
 
void Timer_Init()
{
 	Time = 0;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);	//选择APB1总线下的定时器Timer3
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);		//TIM3使用内部时钟
										//默认使用内部时钟，不写这句代码也没关系
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//时钟1分频
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;		//计数模式，此处为向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 7200 - 1;		//ARR 1 = 0.0001S，自动重装器的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 0;		//PSC，预分频器的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;		//高级计时器特有，重复计数
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
	TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);		//使能中断
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);		//将中断优先级分为两组，即组1和组2。
 
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;// 定义一个NVIC_InitTypeDef结构体变量，用于初始化中断控制器
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;// 设置中断通道为TIM3的IRQn中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;// 使能中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;// 设置中断优先级为2，表示高优先级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;// 设置中断子优先级为1，表示低优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);// 使用NVIC_Init函数初始化中断控制器
	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);// 使能定时器TIM3
 
}
 
void TIM3_IRQHandler(void)		// 定时器3的中断函数
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET) // 检查定时器3的更新中断标志位是否被设置
    {
        if (GPIO_ReadInputDataBit(Echo_Port, Echo_Pin) == 1) // 读取回声传感器端口上的引脚状态
        {
            Time++; // 如果引脚状态为高电平，则增加时间计数器
        }
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);		// 清空标志位，表示中断已经处理完毕
    }
}
 

Timer.h

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
 
#define Trig_Port 		GPIOA
#define Trig_Pin 		GPIO_Pin_5
#define Trig_RCC		RCC_APB2Periph_GPIOA
 
#define Echo_Port 		GPIOA
#define Echo_Pin 		GPIO_Pin_6
#define Echo_RCC		RCC_APB2Periph_GPIOA
 
void Timer_Init(void);
 
#endif

2.输入捕获法

配置定时器的输入捕获，在echo端口的上升沿捕获一次，下降沿捕获一次，通过“TIM_GetCapture2(TIM3)”这句代码直接可以将时间读取出来。

IC.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
 
void IC_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);  	// TIM3->使用引脚PA6
	
	//在超声波模块已经配置过
//	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
//	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;//PB6引脚，接入超声波Echo引脚
//	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
//	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//配置时基单元
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;		//PSC分频系数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	
	//通道一
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;//TIM3的通道1
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;//配置滤波器，参数决定滤波效果，高频滤波
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//极性选择，选择上升沿触发
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;//每次都触发捕获
	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;//通道触发选择
	
	
	//通道二
//	TIM_ICInitStructure.TIM_Channel=TIM_Channel_2;//捕获通道二
//	TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter=0xF;//滤除高频波动
//	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Falling;//下降触发捕获
//	TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;//不分频
//	TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_IndirectTI;//交叉通道输入
//	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStructure);
	 
	TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);//pwmi模式配置通道2，效果相当于上面的代码
	
	TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);
	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

IC.h

#ifndef __IC_H
#define __IC_H
 
void IC_Init(void);
 
#endif

#超声波部分

这里将展示如何将获取到的时间值计算得到距离，定时器中断和输入捕获两种方法的实现都在下面的文件中，我们正确添加完文件后，在main文件中直接调用就可以实现测距的功能了。

HCSR04.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "HCSR04.h"
#include "Timer.h"
#include "Delay.h"
 
uint16_t Time;
 
void HCSR04_Init()
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(Trig_RCC, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = Trig_Pin;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(Trig_Port, &GPIO_InitStruct);
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = Echo_Pin;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(Echo_Port, &GPIO_InitStruct);
	
	GPIO_ResetBits(Trig_Port, Trig_Pin);//Trig引脚给低电平，为后续启动做准备
	
}
 
void HCSR04_Start(void)
{
	GPIO_SetBits(Trig_Port, Trig_Pin);
	Delay_us(40);
	GPIO_ResetBits(Trig_Port, Trig_Pin);
	
	Timer_Init();//定时器初始化
}
 
uint16_t HCSR04_GetValue(void) //定时器中断测距
{
	HCSR04_Start();
	Delay_ms(100);
	return ((Time * 0.0001) * 34000) / 2;
//	return Time;                          
}
 
 
float GetLength(void) //输入捕获测距
{
	int i=0;
	float length=0;
	float sum=0;
	float Length;
	for(i=0;i<5;i++)
	{
		//减小误差，计算五次
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		Delay_us(20);//发送一段40us的高电平
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		Time=TIM_GetCapture2(TIM3); //获取捕获值
		length=(Time/58.0);//固定计算超声波距离公式：时间/58.0；单位厘米
		sum=sum+length;
	}
	
	Length=sum/5.0;
	return Length;
}

HCSR04.h

#ifndef __HCSR04_H
#define __HCSR04_H
 
#define Trig_Port 		GPIOA
#define Trig_Pin 		GPIO_Pin_5
#define Trig_RCC		RCC_APB2Periph_GPIOA
 
#define Echo_Port 		GPIOA
#define Echo_Pin 		GPIO_Pin_6
#define Echo_RCC		RCC_APB2Periph_GPIOA
 
void HCSR04_Init(void);
uint16_t HCSR04_GetValue(void);
float GetLength(void);
	
#endif