stm32超声波模块

HC-SR04 超声波测距模块资料

1. HC-SR04 简介

HC-SR04 是一种常见的 超声波测距传感器 ，它通过超声波反射测量物体的距离，广泛应用于 机器人避障、液位测量、物联网设备 等领域。

2. HC-SR04 主要参数

• 工作电压：5V DC
• 工作电流：15mA
• 测量范围：2cm - 400cm
• 测距精度：±3mm
• 工作频率：40kHz
• 探测角度：<15°
• 接口方式：TTL 信号（Trig 输入，Echo 输出）

3. HC-SR04 引脚说明

引脚	说明
VCC	供电（5V）
Trig	触发信号输入（10µs 高电平启动测量）
Echo	回波信号输出（高电平时间表示距离）
GND	接地

4. HC-SR04 工作原理

1. 触发信号（Trig） ：向 Trig 引脚输入 10µs 高电平，传感器发射超声波。
2. 超声波传播：超声波遇到障碍物后反射回来。
3. 回波信号（Echo） ：超声波返回后，Echo 引脚输出 高电平，高电平持续时间与物体距离成正比。
4. 距离计算 ： 距离=(高电平持续时间×声速)2距离 = \frac{(高电平持续时间 × 声速)}{2} 空气中的声速：约 343m/s（≈ 0.0343 cm/µs）

5. HC-SR04 连接 STM32

STM32 连接方式（以 STM32F103C8T6 为例）：

• VCC → 5V
• GND → GND
• Trig → GPIO 输出引脚（如 PA0）
• Echo → GPIO 输入引脚（如 PA1，需配置为外部中断）

6. STM32 代码示例

初始化 GPIO 和定时器

void HC_SR04_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_TIM2, ENABLE);

    // Trig 引脚（PA0）配置为推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // Echo 引脚（PA1）配置为输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

测距函数

uint32_t HC_SR04_GetDistance(void) {
    uint32_t time;
    
    // 发送 10µs 触发信号
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
    delay_us(10);
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);

    // 等待 Echo 高电平
    while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == RESET);
    time = 0;
    
    // 计算高电平持续时间
    while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == SET) {
        time++;
        delay_us(1);
    }

    // 计算距离（单位：cm）
    return (time * 0.0343) / 2;
}

7. 代码使用

int main(void) {
    SystemInit();
    HC_SR04_Init();

    while (1) {
        uint32_t distance = HC_SR04_GetDistance();
        printf("Distance: %d cm\n", distance);
        delay_ms(500);
    }
}

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8. 总结

• HC-SR04 通过 Trig 触发超声波发射 ，然后 Echo 回传信号。
• 通过测量 Echo 高电平时间，计算出距离。
• 在 STM32 中，可以使用 GPIO+定时器 进行测距。

如果你需要更详细的资料或示例代码，欢迎随时告诉我！

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HC-SR04 超声波测距模块资料

1. HC-SR04 简介

HC-SR04 是一种常见的 超声波测距传感器 ，可以用于 非接触式测距 ，广泛应用于 智能车避障、液位检测、机器人导航 等场景。

2. HC-SR04 主要参数

• 工作电压：5V
• 静态电流：小于 2mA
• 测距范围：2cm - 400cm
• 测距精度：±3mm
• 测距角度：小于 15°
• 信号触发：10µs 高电平
• 回波信号：TTL 电平，高电平时间代表测距值

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3. HC-SR04 引脚定义

引脚	说明
VCC	5V 供电
Trig	触发信号输入（TTL 电平，高电平触发）
Echo	回波信号输出（TTL 电平，高电平时间代表距离）
GND	地（0V）

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4. HC-SR04 工作原理

1. 触发信号 ：MCU 发送一个 10µs 的高电平 脉冲到 Trig 引脚。
2. 超声波发射：HC-SR04 发送 8 组 40kHz 的超声波信号。
3. 回波检测：如果超声波遇到障碍物，则会被反射回来。
4. 回波信号 ：Echo 引脚会输出一个高电平，高电平持续时间等于超声波往返时间。
5. 距离计算 ： 距离=高电平时间（μs）×声速（340m/s）2距离 = \frac{高电平时间（μs） \times 声速（340m/s）}{2} 换算公式： 距离（cm）=高电平持续时间（μs）58距离（cm） = \frac{高电平持续时间（μs）}{58}

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5. HC-SR04 与 STM32 连接

HC-SR04 通过 Trig 和 Echo 引脚 与 STM32 的 GPIO 端口 连接。

HC-SR04 引脚	STM32 GPIO
VCC (5V)	5V
Trig	PA0
Echo	PA1
GND	GND

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6. STM32 驱动 HC-SR04（标准库实现）

(1) GPIO 配置

void HC_SR04_GPIO_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // Trig 触发引脚（输出）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // Echo 回波引脚（输入）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; // 下拉输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

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(2) 发送触发信号

void HC_SR04_Trigger(void) {
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
    Delay_us(10); // 保持高电平 10 微秒
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
}

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(3) 读取回波信号

uint32_t HC_SR04_GetEchoTime(void) {
    uint32_t time = 0;

    // 等待 Echo 变高（起始）
    while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == 0);

    // 计时开始
    while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == 1) {
        time++;
        Delay_us(1); // 微秒级延时
    }

    return time;
}

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(4) 计算距离

float HC_SR04_GetDistance(void) {
    HC_SR04_Trigger(); // 发送触发信号
    uint32_t time = HC_SR04_GetEchoTime();
    
    // 转换为厘米（1us 对应 0.034cm，往返计算除以2）
    float distance = (time * 0.034) / 2;

    return distance;
}

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7. 主函数示例

int main(void) {
    SystemInit();
    HC_SR04_GPIO_Init();

    while (1) {
        float distance = HC_SR04_GetDistance();
        printf("Distance: %.2f cm\r\n", distance);
        Delay_ms(500); // 每 500ms 读取一次
    }
}

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8. 关键问题与调试

1. 测量距离始终为 0？
   • 检查 Trig 引脚 是否正确输出 10µs 高电平。
   • Echo 引脚是否有 高电平信号，用示波器观察。
2. 测量距离不稳定？
   • 确保 电源稳定 ，HC-SR04 需要 5V 供电。
   • 避免 电磁干扰，远离马达等高功耗设备。

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9. 结论

HC-SR04 是一个简单易用的超声波测距模块，适用于 STM32、Arduino、ESP8266 等平台。STM32 通过 GPIO 控制 Trig 触发信号，并读取 Echo 计算测距值。

10 项目:通过HC＿SR04超声波传感器测量距离:

1配置GPIO引脚结构体（Tring PB11,Echo PB10)

2配置定时器结构体

3.配置定时器中断结构体

4.开启时钟（定时器，GPIO)

5.Trig引I脚输出高电平(10usl以上)， 然后关闭

·6.等待Echo引脚输入高电平开始， 定时器打开....2开启计数器计数

7.等待Echo引脚输入高电平结束， 定时器关闭>停止计数器计数

8.通过计数器的值计算得出超声波测量距离

距离公式：高电平持续时间·声速(340/秒)/2

通过OLED屏反馈数据

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "hc_sr04.h"
#include  "Delay.h"

uint16_t  Counter;
void hc_sr04_Init()
{
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE );
	RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE );
	//配置高电平触发引脚Ｔring引脚(PB11)
	
	GPIO_InitTypeDef   hc_sr04_inisturt;
	 hc_sr04_inisturt.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_PP;
	 hc_sr04_inisturt.GPIO_Pin =TRIG_PIN ;
	 hc_sr04_inisturt.GPIO_Speed =  GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(TRIG_ECHO_PORT, & hc_sr04_inisturt);
	
	//配置高电平回响Echo引脚(PB10)
	
	 hc_sr04_inisturt.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	 hc_sr04_inisturt.GPIO_Pin =ECHO_PIN ;
	GPIO_Init(TRIG_ECHO_PORT, & hc_sr04_inisturt);
	
	//配置TIM4的结构体
	 TIM_TimeBaseInitTypeDef  hc_sr04_tim_insturt;
	hc_sr04_tim_insturt.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1   ;
	hc_sr04_tim_insturt.TIM_CounterMode =TIM_CounterMode_Up ;
	hc_sr04_tim_insturt.TIM_Period =1000-1;    //产生一次更新事件时间为1s
	hc_sr04_tim_insturt.TIM_Prescaler =72-1;
	hc_sr04_tim_insturt.TIM_RepetitionCounter =0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM4,&hc_sr04_tim_insturt);
	TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update, ENABLE );

	
	
	//配置NVIC中断向量嵌套
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
	NVIC_InitTypeDef   hc_sr04_nvic;
	hc_sr04_nvic.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
	hc_sr04_nvic.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE;
	hc_sr04_nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
	hc_sr04_nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority =0;
	NVIC_Init(&hc_sr04_nvic);
	
	
	
}
//打开定时器计时
void Open_tim4()
{
	
	TIM_SetCounter(TIM4, 0);
	Counter =0;
	TIM_Cmd(TIM4, ENABLE );
	
	
}
//关闭定时器计时
void Close_tim4()
{
		TIM_Cmd(TIM4, DISABLE );
	
	
}
//编写关于TIM4的终端服务函数
void TIM4_IRQHandler()
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update)==SET)
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);
		Counter ++;
		
	}
	
}

float  Get_Echo_time()
{
	 uint32_t   t=0;
	t=Counter *1000;
	t+=TIM_GetCounter(TIM4);
	TIM4->CNT =0;
	delay_ms (50);
	return  t ;
	
	
	
}
float  Getlength()
 { 
	 uint32_t i=0;
	 uint32_t  t=0;
	 float Length =0;
	 float sum=0;
	 while(i!=5)
	 {
		 TRIG_High;
		 delay_us(20);
	   TRIG_LOw ;
		  while(ECHO_STATE!=SET) ;
			   Open_tim4();
			   i=i+1;
		  while(ECHO_STATE ==SET);
			 Close_tim4();
		   t=Get_Echo_time ();
		  Length =((float)t*0.017) ;  //cm
		 
	  }
		 sum =Length /5.0;
		 return  sum ;
		 
		 
	}	 
	
uint16_t  num;
float distance;
int main(void){

	  SystemInit ();//配置系统时钟为72Mhz
	  OLED_Init();
	  OLED_ShowString (1,1,"ds:");
	  OLED_ShowString (1,11,"cm");
	  
	
		while(1)
		{
			hc_sr04_Init();
	    distance= Getlength();
			OLED_ShowFloat (1,5,distance );
			delay_ms (50);
			
    }

}

通过串口反馈数据

int main(void){

	  SystemInit ();//配置系统时钟为72Mhz
	    Usart_Init();
//	  OLED_Init();
//	  OLED_ShowString (1,1,"ds:");
//	  OLED_ShowString (1,11,"cm");
//	  
//	
		while(1)
		{
//			hc_sr04_Init();
	    distance= Getlength();
		USART_SendData(USART1, distance);
		while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC));
		USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);