STM32F427主控的HY-SR04超声波传感器数据读取-锐单电子商城

STM32F427主控的HY-SR04超声波传感器数据读取

- 传感器接线
- 工作原理
- 测量触发信号
- 长时间捕获高电平输入信号
- hc-sr04的初始化和数据获取函数
- 温度补偿

本文主要介绍HY-SR04超声波传感器在大疆A板上的应用 PS：人生第一条博客，请大家多支持。请给我一些建议！

传感器接线

Tring------->触发信号口(这是PD12） Echo------->输入信号捕获(这里是PA0) 5v ---------> 5V GND-------->GND

工作原理

(1)采用IO口TRIG 触发测距，至少10us 高电平信呈。 (2)模块自动发送8 个40khz 自动检测方波是否有信号返回。 (3)有信号返回，通过IO 口ECHO 输出高电平，高电平的持续时间是波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。

超声波测距原理是通过超声波发射器向某个方向发射超声波 , 计时始于发射时间 , 当超声波在空气中传播时，遇到障碍物会立即返回 , 收到反射波后，超声波接收器立即停止计时。空气中超声波的传播速度为 v , 根据计时器记录测量发射和接收回波的时差△ t , 发射点距障碍物的距离可以计算出来 S , 即 : S = v · △ t / 2 ①

测量触发信号

void TIM4_PWM_Init(u32 arr,u32 psc) { 
                     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;  TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);      RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);       GPIO_PinAFConfig(GPIOD,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_TIM4);     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;            GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;       GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;       GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;        GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);                 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc-1;   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr-1;     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;     TIM_TimeBaseInit
       
        (TIM4
        ,
        &TIM_TimeBaseStructure
        )
        ; 
        //³õÊ¼»¯TIM4 Channel1 PWMÄ£Ê½  TIM_OCInitStructure
        .TIM_OCMode 
        = TIM_OCMode_PWM1
        ; TIM_OCInitStructure
        .TIM_OutputState 
        = TIM_OutputState_Enable
        ; TIM_OCInitStructure
        .TIM_OCPolarity 
        = TIM_OCPolarity_Low
        ; 
        TIM_OC1Init
        (TIM4
        , 
        &TIM_OCInitStructure
        )
        ; 
        TIM_OC1PreloadConfig
        (TIM4
        , TIM_OCPreload_Enable
        )
        ; 
        TIM_ARRPreloadConfig
        (TIM4
        ,ENABLE
        )
        ; 
        TIM_Cmd
        (TIM4
        , ENABLE
        )
        ; 
        }

高电平输入信号时长捕获

//捕获状态
//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.
//[6]:0,还没捕获到低电平;1,已经捕获到低电平了.
//[5:0]:捕获低电平后溢出的次数(对于32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)
u8  TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;	//输入捕获状态 
u32	TIM5CH1_CAPTURE_VAL;	//输入捕获值(TIM2/TIM5是32位)
//定时器5中断服务程序 
void TIM5_IRQHandler(void)
{ 
         		    

 	if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获 
	{ 
        
		if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_Update) != RESET)//溢出
		{ 
        	     
			if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了
			{ 
        
				if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了
				{ 
        
					TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;		//标记成功捕获了一次
					TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFFFFFF;
				}else TIM5CH1_CAPTURE_STA++;
			}	 
		}
		if(TIM_GetITStatus(TIM5, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕获1发生捕获事件
		{ 
        	
			if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)		//捕获到一个下降沿 
			{ 
        	  			
				TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;		//标记成功捕获到一次高电平脉宽
			  TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM5);//获取当前的捕获值.
	 			TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 设置为上升沿捕获
			}else  								//还未开始,第一次捕获上升沿
			{ 
        
				TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;			//清空
				TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0;
				TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40;		//标记捕获到了上升沿
				TIM_Cmd(TIM5,DISABLE ); 	//关闭定时器5
	 			TIM_SetCounter(TIM5,0);
	 			TIM_OC1PolarityConfig(TIM5,TIM_ICPolarity_Falling);		//CC1P=1 设置为下降沿捕获
				TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); 	//使能定时器5
			}		    
		}			     	    					   
 	}
	TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位
}

hc-sr04的初始化及数据获取函数

void hc_sr04Init()
{ 
        
	
	TIM4_PWM_Init(5000,180);       	//84M/84=1Mhz的计数频率计数到500,PWM频率为1M/5000=200hz
	
	TIM_SetCompare1(TIM4,4980); 	
 	TIM5_CH1_Cap_Init(0XFFFFFFFF,180); //以1Mhz的频率计数 

}

float hc_sr04GetDis()
{ 
        
	float dis = -1.0;
	long long temp=0;

			 
 	if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)        //成功捕获到了一次高电平
		{ 
        
			temp=TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F; 
			temp*=0XFFFFFFFF;		 		         //溢出时间总和
			temp+=TIM5CH1_CAPTURE_VAL;		   //得到总的高电平时间
			printf("HIGH:%lld us\r\n",temp); //打印总的高点平时间
			dis = (float)(temp*0.170);
			TIM5CH1_CAPTURE_STA=0;			     //开启下一次捕获
		}
		return dis;
}

主函数中调用： hc_sr04Init();//进行初始化需要获取距离数据时： float dis; dis=hc_sr04GetDis();

由于超声波也是一种声波 , 其声速 C 与温度有关 , 表 1 列出了几种不同温度下的声速。在使用时 , 如果温度变化不大 , 则可认为声速是基本不变的。常温下超声波的传播速度是 334 米 / 秒 , 但其传播速度 V 易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响 , 其中受温度的影响较大，如温度每升高 1 ℃ , 声速增加约 0. 6 米 / 秒。如果测距精度要求很高 , 则应通过温度补偿的方法加以校正。已知现场环境温度 T 时 , 超声波传播速度 V 的计算公式为： V = 331.45 + 0.607T ②

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