stm32f1驱动HC-SR04超声波测距模块

这段时间算是比较系统的学习了一点stm32相关的东西，驱动超声波测距模块这个简单的小任务综合了定时器，中断，串口三个知识点，拿来练手还是挺不错的

首先先介绍一下HC-SR04模块：

以上是该模块原理的简介，就我个人体验而言，实际使用中，HC-SR04的稳定性可以说是很不错的， 测距的精度与范围基本上可以满足大部分小型项目的需求，最关键的一点，它的驱动非常的简单（虽然这并不影响菜鸡的我搞了3天才弄成）

那么简单说一下驱动的注意事项，由于模块所需要的供电是5V，而板子能直接供的电压只有3V3，因此我拿了个充电宝来当电源，当然，如果有锂电池啥的就更好了

其次，引脚设置时不要弄反，TRIG引脚作为输出，而ECHO引脚作为输入

我所实现的功能是超声波模块用来读取距离数据，用串口将数据打印到屏幕上

那么废话完毕，开始上图上代码：

cubemx内部的设置如图所示

这是引脚的设置，我启用了定时器TIM2用来记时，以及它的2通道用来做输入捕获，顺便启用了一下串口

中断的设置如图所示，使能了定时器中断和串口中断（其实串口中断不需要使能，我只是随手点了而已） 

定时器2的设置如图所示，分频设为80，重载值设为10000 ，捕获触发设为下降沿

 然后就可以愉快的生成工程文件了

关于具体的测距程序，只能说一切都要跟着原理走，我就很想不开的脱离原理写了一天程序，然后发现自己写得东西一点鬼用没有，于是重新上网去各种借鉴，终于搞清楚自己是哪里出了问题，希望大家以后驱动别的模块时

一    定    要    先     看     懂     原     理！

不然会出各种各样神奇的bug还不知道怎么搞，超声波测距的程序如下，我放在了一个自己创建的soner.c文件里面：

#include "main.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "stm32f1xx_it.h"

static float distance_temp=0;
static float distance_last=0;
static float distance_result;
/*
*********************************************************
函数原型：void Delay_us(uint16_t time)
函数输入：无符号整形
函数输出：无
函数功能：延时，与HAL_Delay类似，但是使用了定时器，Delay_us的单位是1*e-5s
*********************************************************
*/
void Delay_us(uint16_t time)
{
	uint16_t a1=TIM2->CNT;
	while(TIM2->CNT-a1<time);
}
/*
*********************************************************
函数原型：void soner_startrange(void)
函数输入：无
函数输出：无
函数功能：从trig引脚生成一个宽度为20个单位的方波
*********************************************************
*/
void soner_startrange(void)
{
	HAL_GPIO_WritePin(SONER_PORT,SONER_TRIG_PIN,GPIO_PIN_SET);
	Delay_us(20);
	HAL_GPIO_WritePin(SONER_PORT,SONER_TRIG_PIN,GPIO_PIN_RESET);
	
}
/*
*********************************************************
函数原型：uint16_t soner_gettime(void)
函数输入：无
函数输出：无符号整型
函数功能：通过定时器获取当前时间
*********************************************************
*/
uint16_t soner_gettime(void)
{
	uint32_t a;
	a=TIM2->CNT;
	return a;
}
/*
*********************************************************
函数原型：float soner_getdistance(void)
函数输入：无
函数输出：浮点型
函数功能：获取与目标之间的距离
*********************************************************
*/
float soner_getdistance(void)
{   
	uint16_t time_node1;
  uint16_t time_node2;
  uint16_t measure;
  soner_startrange();
  while(HAL_GPIO_ReadPin(SONER_PORT,SONER_ECHO_PIN)==RESET);
	time_node1=soner_gettime();
	while(HAL_GPIO_ReadPin(SONER_PORT,SONER_ECHO_PIN)==SET);
	time_node2=soner_gettime();
	measure=time_node2-time_node1;
	distance_temp = measure * 17.0/100;
//由于模块本身的问题，数据可能存在噪声，因此添加一个限幅滤波，具体原理在此处不加以赘述
	if(distance_last==0)
		distance_last = distance_temp;
	if(distance_last-distance_temp>100 || distance_temp-distance_last>100)
	{
		distance_result =distance_last;
		distance_last=distance_temp;
	}
	else
	{
		distance_result=distance_temp;
		distance_last=distance_temp;
	}
  return distance_result;
}

然后是头文件soner.h

#ifndef _SONER_H_
#define _SONER_H_
void Delay_us(uint16_t time);
void soner_startrange(void);
float soner_getdistance(void);
uint16_t soner_gettime(void);
#endif

最后在main.c里面调用以上函数就行了，简简单单轻轻松松

#include "main.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <soner.h>
/* USER CODE END Includes */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
TIM_HandleTypeDef htim2;

UART_HandleTypeDef huart1;

/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
static float distance=0;
/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(void);

/* USER CODE BEGIN PFP */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
#undef __GNUC__
#ifdef __GNUC__
   #define PUTCHAR_PROTOTYPE int _io_putchar(int ch)
#else
	 #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch,FILE *f)
#endif
	 
PUTCHAR_PROTOTYPE
	 {
		 HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)&ch,1,0xffff);
		 return ch;
	 }
/* USER CODE END PFP */

/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  *
  * @retval None
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		distance=soner_getdistance();
		printf("%.2f\n",distance);
		HAL_Delay(50);
  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */

  }
  /* USER CODE END 3 */

}

 另外专门需要提一句的是，我在main.h内定义了引脚SONER_PORT,SONER_ECHO_PIN和SONER_TRIG_PIN，代码如下：

#ifndef __MAIN_H__
#define __MAIN_H__

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define SONER_PORT GPIOA
#define SONER_ECHO_PIN GPIO_PIN_1
#define SONER_TRIG_PIN GPIO_PIN_0

 初次搞这个东西会是一个漫长的写bug，debug的过程，希望大家一切顺利，我在上一篇文章里提到了一些我自己遇到的比较坑的error，大家有兴趣可以看一下

以上

p.s以上代码的具体原理，大家可以自己去搜索stm32的定时器，中断，输入捕获，串口等关键词去找教程，当然，说不定某一天我这只鸽子会开个视频详细一点讲讲这边的东西

咕咕咕，咕咕咕

以及一张实际的接线图