超声波测距模块_HC-SR04
HC-SR04模块的优势及应用领域
HC-SR04模块优势：
作者：R_Z_Q
此模块性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小。
产品应用领域：
1、机器人避障
2、物体测距
3、液位检测
4、公共安防
5、停车场检测
超声波测距模块工作原理
（1）采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;
（2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；
（3）有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2;
（4）本模块使用方法简单，一个控制口发一个10US以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间，方可算出距离。如此不断的周期测，即可以达到你移动测量的值
操作：
初始化时将trig和echo端口都置低，首先向给trig 发送至少10 us的高电平脉冲（模块自动向外发送8个40K的方波），然后等待，捕捉 echo 端输出上升沿，捕捉到上升沿的同时，打开定时器开始计时，再次等待捕捉echo的下降沿，当捕捉到下降沿，读出计时器的时间，这就是超声波在空气中运行的时间，按照 测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2 就可以算出超声波到障碍物的距离。
Count函数
void Count(void)
{
long long s1;
long long temp1=0;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
delay_init(168); //初始化延时函数
uart_init(115200);//初始化串口波特率为115200
TIM13_PWM_Init(1000-1,84-1);
TIM5_CH1_Cap_Init(0XFFFFFFFF,84-1); //以1Mhz的频率计数
while(1)
{
delay_ms(10);
TIM_SetCompare1(TIM13,TIM_GetCapture1(TIM13)+1);
if(TIM_GetCapture1(TIM13)==10)
TIM_SetCompare1(TIM13,0);
if(TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X80) //成功捕获到了一次高电平
{
temp1=TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X3F;
temp1*=0XFFFFFFFF; //溢出时间总和
temp1+=TIM5CH2_CAPTURE_VAL; //得到总的高电平时间
s1=temp1/2.0*340.0*100*0.000001;
printf("diatance:%lld cm\r\n",s1); //打印总的高点平时间
TIM5CH2_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获
}
delay_ms(200);
}
}
timer.c
#include "timer.h"
#include "usart.h"
void TIM13_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM13,ENABLE); //TIM13时钟使能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); //使能PORTF时钟
GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_TIM13); //GPIOF8复用位定时器13
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //GPIOF8
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure); //初始化PF8
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM13,&TIM_TimeBaseStructure);
//初始化TIM13 Channel1 PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0;
TIM_OC1Init(TIM13, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM13 OC1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM13, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM13在CCR1上的预装载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM13,ENABLE);
TIM_Cmd(TIM13, ENABLE); //使能TIM13
}
//定时器5通道1和通道2输入捕获配置
//arr：自动重装值(TIM2,TIM5是32位的!!)
//psc：时钟预分频数
void TIM5_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE); //TIM5时钟使能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PORTA时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //GPIOA0，GPIOA1
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; //下拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA1
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_TIM5); //PA1复用位定时器5
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割：TDTS=Tck_tim
TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIM_TimeBaseStructure); //按照指定的参数初始化TIM
//初始化TIM5通道2输入捕获参数
TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波
TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);
TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC2,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断
TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定时器5
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器
}
//捕获状态
//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.
//[6]:0,还没捕获到低电平;1,已经捕获到低电平了.
//[5:0]:捕获低电平后溢出的次数(对于32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)
u8 TIM5CH2_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态
u32 TIM5CH2_CAPTURE_VAL; //输入捕获值(TIM2/TIM5是32位)
//定时器5中断服务程序
void TIM5_IRQHandler(void)
{
//TIM5通道2
if((TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获
{
if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)//溢出
{
if(TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
{
if((TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
{
TIM5CH2_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获了一次
TIM5CH2_CAPTURE_VAL=0XFFFFFFFF;
}else TIM5CH2_CAPTURE_STA++;
}
}
if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC2) != RESET)//捕获2发生捕获事件
{
if(TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿
{
TIM5CH2_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次高电平脉宽
TIM5CH2_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture2(TIM5);//获取当前的捕获值.
TIM_OC2PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 设置为上升沿捕获
}
else
{
TIM5CH2_CAPTURE_STA=0; //清空
TIM5CH2_CAPTURE_VAL=0;
TIM5CH2_CAPTURE_STA|=0X40; //标记捕获到了上升沿
TIM_Cmd(TIM5,DISABLE ); //关闭定时器5
TIM_SetCounter(TIM5,0);
TIM_OC2PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling); //CC1P=1 设置为下降沿捕获
TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定时器5
}
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update|TIM_IT_CC2); //清除中断标志位
}
timer.h
#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "sys.h"
void TIM5_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc);
void TIM13_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
#endif
作者：R_Z_Q
