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STM32 避障小车
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本文介绍制作过程中用到的 HC-SR04 模块 实物图片
电气参数
工作原理
采用 IO 触发测距，给至少 10us 的高电平信号;模块自动发送 8 个 40KHz 的方波，自动检测是否有信号返回;有信号返回，通过 I0 输出一高电平，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 ) / 2;
与单片机连接
Vcc -> 5V Trig -> PB8 Echo -> PB8 Gnd -> G 程序部分HC-SR04.h #ifndef __HCSR04_H #define __HCSR04_H #include #include // 硬件连接不同可在此处修改 #define HCSR04_PORT GPIOB #define HCSR04_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB #define HCSR04_TRIG GPIO_Pin_8 #define HCSR04_ECHO GPIO_Pin_7 #define uint unsigned int void HC_SR04_Init(void); float Count_Dist(void); #endif /*__HCSR04_H*/HC-SR04.c #include //1.采用 IO 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 I0 输出一高电平，高电平持续的时间就是 //4.超声波从发射到返回的时间，测试距离 = ( 高电平时间*声速 ) / 2; //记录定时器溢出次数 uint count = 0; //设置中断优先级 void NVIC_Config(void){ NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructer; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; NVIC_Init(&NVIC_InitStructer); } /*初始化HC-SR04的GPIO以及定时器TIM2*/ void HC_SR04_Init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructer; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructer; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); /*TRIG 触发信号 PB8*/ GPIO_InitStructer.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructer.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出 GPIO_InitStructer.GPIO_Pin = HCSR04_TRIG; GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructer); /*ECOH 回响信号 PB7*/ GPIO_InitStructer.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //设置为浮空输入 GPIO_InitStructer.GPIO_Pin = HCSR04_ECHO; GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructer); /*定时器 TIM2 初始化*/ TIM_DeInit(TIM2); TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_Period = 999; //定时周期为1000 TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_Prescaler = 71; //分频系数72 TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //不分频 TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructer); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); // Clears the TIMx's pending flags. TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); // Enables or disables the specified TIM interrupts. NVIC_Config(); TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); //关闭定时器使能 } float Count_Dist(void){ float distance = 0, sum = 0; uint16_t time; uint i = 0; delay_init(); //在 delay.h 中 while(i < 5){ GPIO_SetBits(HCSR04_PORT, HCSR04_TRIG); delay_us(20); GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT, HCSR04_TRIG); while(GPIO_ReadInputDataBit(HCSR04_PORT, HCSR04_ECHO) == 0); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //打开定时器 i += 1; while(GPIO_ReadInputDataBit(HCSR04_PORT, HCSR04_ECHO) == 1); //回响信号消失 TIM_Cmd(TIM2,DISABLE); //关闭定时器 time = TIM_GetCounter(TIM2); //获取 TIM2 计数值 distance = (time + count*1000)/58.0; //通过回响信号计算距离 sum = distance + sum; //将五次结果相加 TIM2->CNT = 0; //将TIM2计数寄存器的计数值清零 count = 0; //中断溢出次数清零 delay_ms(10); } distance = sum/5; //取5次的平均值 return distance; } void TIM2_IRQHandler(void) { //中断函数 if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除中断标志 count++; } } 代码讲解关于distance = (time + count*1000)/58.0;： 这个我最开始也没有搞懂，后来认真想了下明白了：声音在空气中的传播速度约为 343m/s,也就是 34300cm/s. 又因为 1s = 1000000us，可以得到声音的传播速度是 0.0343cm/us. 所以我们可以得到声音传播 1cm 所需要的时间约为 29.154us. 我们设接收到的时间为 n(us)，是两倍的时间，那单程的时间就是 n/2(us). 就可以得到单程距离是 n/(2*29.154) = n/58.3 也就是我们用来计算的公式。 文章相关上一篇：STM32 避障小车 —— L298N 下一篇：STM32 避障小车 —— SG90 |
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