【STM32单片机_(HAL库)】4-5-2【定时器TIM】【感应开关盖垃圾桶项目】HC-SR04超声波模块实验

1.硬件

• STM32单片机最小系统
• HC-SR04超声波模块

2.软件

• hcsr04驱动文件添加
• main.c程序

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "uart1.h"
#include "hcsr04.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* 初始化LED灯 */
    uart1_init(115200);
    hcsr04_init();
    printf("hello world!\r\n");

    while(1)
    { 
        printf("dis: %.2f\r\n", hcsr04_get_length());
        delay_ms(1000);
    }
}

• hcsr04.c程序

#include "hcsr04.h"
#include "delay.h"

TIM_HandleTypeDef tim2_handle = {0};

//定时器初始化函数
void tim2_init(void)
{
    tim2_handle.Instance = TIM2;
    tim2_handle.Init.Prescaler = 72 - 1;//定时器溢出时间计算
    tim2_handle.Init.Period = 65536 - 1;//根据超声波最大测距距离
    tim2_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    tim2_handle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_Base_Init(&tim2_handle);
}

//msp函数
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance == TIM2)
    {
        __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    }
}

void tim2_start(void)//定时器启动函数
{
    HAL_TIM_Base_Start(&tim2_handle);
}

void tim2_stop(void)//定时器关闭函数
{
    HAL_TIM_Base_Stop(&tim2_handle);
}

uint16_t tim2_get_cnt(void)//读取cnt计数值
{
    return __HAL_TIM_GetCounter(&tim2_handle);
}
void tim2_set_cnt(uint16_t val)//设置计数器值
{
    __HAL_TIM_SetCounter(&tim2_handle, val);
}

void hcsr04_gpio_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    TRIG_GPIO_CLK_ENABLE();//宏定义PB管脚时钟
    ECHO_GPIO_CLK_ENABLE();
    
    //初始化Trig引脚(输出引脚)
    gpio_initstruct.Pin = TRIG_PIN;//PB6
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;             
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_NOPULL;                     
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           
    HAL_GPIO_Init(TRIG_PORT, &gpio_initstruct);
    
    //初始化Echo引脚（输入引脚）
    gpio_initstruct.Pin = ECHO_PIN;//PB7
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;             
    HAL_GPIO_Init(ECHO_PORT, &gpio_initstruct);
}

void hcsr04_init(void)
{
    tim2_init();
    hcsr04_gpio_init();
}

float hcsr04_get_length(void)
{
    uint16_t total_time = 0;
    float distance = 0;

    //1. Trig，给Trig端口至少10us的高电平
    TRIG_HIGH();//高电平
    delay_us(15);//延时15us
    TRIG_LOW();//低电平

    //2. Echo引脚，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
        //波发出去的那一下，开始启动定时器
    while(ECHO_STATUS() == GPIO_PIN_RESET);
    tim2_start();//启动定时器
    tim2_set_cnt(0);//清空计数器

    //3. Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了
        //波回来的那一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间
    while(ECHO_STATUS() == GPIO_PIN_SET);
    tim2_stop();//关闭定时器

    //4. 计算出中间经过多少时间
    total_time = tim2_get_cnt();//获取定时器中计数器值

    //5. 距离 = 速度（343m/s） * 时间 / 2
    distance = total_time * 0.01715;
    return distance;
}

• sg90.h程序

#ifndef __HCSR04_H__
#define __HCSR04_H__

#include "sys.h"

//宏定义
#define TRIG_PORT                   GPIOB
#define TRIG_PIN                    GPIO_PIN_6
#define TRIG_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define TRIG_HIGH()                 HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define TRIG_LOW()                  HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_RESET)

#define ECHO_PORT                   GPIOB
#define ECHO_PIN                    GPIO_PIN_7
#define ECHO_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define ECHO_STATUS()               HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT, ECHO_PIN)

void hcsr04_init(void);
float hcsr04_get_length(void);

#endif

3.实物效果

• 硬件模块接线

HC-SR04	STM32
Trig	PB6
Echo	PB7
VCC	5V
GND	GND

ST-Link下载方式

• 实验现象
  通过USB转TTL串口模块，将STM32单片机与电脑连接，打开串口软件，设置波特率115200，可以看到串口打印处超声波模块所测量的距离。
  
  

HC-SR04超声波模块实验keil源文件