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):
/**************************************************************************************************
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【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
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* 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
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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!
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//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);
}
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