一、超声波模块的选用:

         HC-SR04超声波模块 HC-SR04 超声波

二、产品特点:

       HC-SR04 超声波测距模块可提供 2cm-400cm 的非接触式距离感测功能, 测距精度可达高到 3mm;模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
       基本工作原理:
       (1)采用 IO 口 TRIG 触发测距,给最少 10us 的高电平信呈。
       (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;

三、实物图接线:

如下图接线, VCC 供 5V电源, GND 为地线,TRIG 触发控制信号输入, ECHO 回响信号输出等四个接口端。

四、电气参数:

电气参数 HC-SR04 超声波模块
工作电压 DC 5 V
工作电流 15mA
工作频率 40kHz
最远射程 4m
最近射程 2cm
测量角度 15 度
输入触发信号 10uS 的 TTL 脉冲
输出回响信号 输出 TTL 电平信号,与射程成比例
规格尺寸 45*20*15mm

五、超声波时序图:

        以上时序图表明你只需要提供一个 10uS 以上脉冲触发信号,该模块内部将发出 8 个 40kHz 周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。 由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。 公式: uS/58=厘米或者 uS/148=英寸; 或是: 距离=高电平时间*声速(340M/S) /2; 建议测量周期为 60ms 以上, 以防止发射信号对
回响信号的影响。

      注: 1、此模块不宜带电连接, 若要带电连接, 则先让模块的 GND 端先连接, 否则会影响模块的正常工作。
              2、测距时,被测物体的面积不少于 0.5 平方米且平面尽量要求平整,否则影响测量的结果。

六、超声波模块程序(STM32):

/**************************************************************************************************
================================================================================
【平    台】stm32f103zet6_sumjess平台
【编    写】sumjess
【E-mail  】1371129880@qq.com
【软件版本】V2.0
【最后更新】2019年07月22日
【相关信息参考下列地址】
【网    站】
           https://blog.csdn.net/qq_38351824
           http://www.openedv.com/
           http://www.stmcu.org/
					 http://www.firebbs.cn/forum.php
---------------------------------------------------------------------------------
 * 文件名  : Sum_UltrasonicWave.c
 * 描述    :超声波测距模块,UltrasonicWave_Configuration()函数
             初始化超声模块,UltrasonicWave_StartMeasure()函数
			       启动测距,并将测得的数据通过串口1打印出来         
 * 硬件连接:------------------
 *          | PC8  - TRIG      |
 *          | PC7  - ECHO      |
 *           ------------------
 *
 * 作者    :sumjess 
----------------------------------------------------------------------------------
没有完美的代码,只有不断的奉献,大家一起努力;
赠人玫瑰手留余香,欢迎大家反馈bug!
***********************************************************************************************************/
 
//超声波驱动代码	  
 
#include "Sum_UltrasonicWave.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"
#include "delay.h"
 
#define	TRIG_PORT      GPIOF		    //TRIG       
#define	ECHO_PORT      GPIOF		    //ECHO 
#define	TRIG_PIN       GPIO_Pin_14  //TRIG       
#define	ECHO_PIN       GPIO_Pin_15	//ECHO   
/
/*
  * @函数名    UltrasonicWave_Configuration
  * @功能      超声波模块初始化
  * @参数      无
  * @连接      对应插入即可。
  * @返回值    无
  * @参数说明  无
 */
/
 
void UltrasonicWave_Configuration(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
 	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
	
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TRIG_PIN;					   //PF14接TRIG
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;	 //设为推挽输出模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	         
  GPIO_Init(TRIG_PORT, &GPIO_InitStructure);	       //初始化外设GPIO 
 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ECHO_PIN;				   //PF15接ECH0
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;		 //设为下拉输入
  GPIO_Init(ECHO_PORT,&GPIO_InitStructure);				 //初始化GPIOF
 
	//中断线以及中断初始化配置
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOF,GPIO_PinSource14);
 
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line14;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;//上升沿触发
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);		//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
	
		
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;			//使能引脚所在的外部中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	//抢占优先级2 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;				//子优先级2 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;						//使能外部中断通道
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  	  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
		
}
 
 
float UltrasonicWave_Distance;      //计算出的距离    
 
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
	//delay_us(10);		                      //延时10us
  if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) != RESET)
	{
			TIM_SetCounter(TIM2,0);
			TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                       //开启时钟		
			while(GPIO_ReadInputDataBit(ECHO_PORT,ECHO_PIN));	           //等待低电平
 
			TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);			                                 //定时器2失能
			UltrasonicWave_Distance=TIM_GetCounter(TIM2)*5*34/200.0;		 //计算距离&&UltrasonicWave_Distance<150
		
			if(UltrasonicWave_Distance>0)
			{
				printf("distance:%f cm",UltrasonicWave_Distance);
			}
			EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);  //清除EXTI_Line14线路挂起位
    }
  }
///超声波
void Timerx_Init(u16 arrc,u16 pscc)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //时钟使能
 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arrc; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	 计数到5000为500ms
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =pscc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  10Khz的计数频率  
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
 
	TIM_ITConfig(  //使能或者失能指定的TIM中断
		TIM2, //TIM2
		TIM_IT_Update  |  //TIM 中断源
		TIM_IT_Trigger,   //TIM 触发中断源 
		ENABLE  //使能
		);
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;  //TIM3中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  //从优先级3级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
 
//	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //使能TIMx外设
							 
}
 
void TIM2_IRQHandler(void)   //TIM2中断
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 
		{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 
		}
}
 
 
/*
 * 函数名:UltrasonicWave_StartMeasure
 * 描述  :开始测距,发送一个>10us的脉冲,然后测量返回的高电平时间
 * 输入  :无
 * 输出  :无	
 */
void UltrasonicWave_StartMeasure(void)
{
  GPIO_SetBits(TRIG_PORT,TRIG_PIN); 		  //送>10US的高电平RIG_PORT,TRIG_PIN这两个在define中有?
  delay_us(20);		                        //延时20US
  GPIO_ResetBits(TRIG_PORT,TRIG_PIN);	
 }