HAL库通过一个定时器实现多个超声波（HC-SR04）测距

Posted 2021-11-10 小材大用

环境：

1.STM32 CUBEMX

2.超声波模块HC-SR04

3.STM32F103C8T6最小系统板

实现功能：

选用两个超声波实现实时测距，并测得的距离在串口1显示。

思路：使用定时器2实现检测，但不使用定时器中断，然后通过循环检测超声波返回脉冲的形式实现距离测量。

STM32F103C8T6最小系统板

超声波模块HC-SR04

 

超声波原理介绍：

 

接线表：

超声波模块引脚	STM32最小系统板引脚	设置模式
VCC		+5V
GND		GND
Trig1	PA1	推挽输出模式
Echo1	PA0	输入模式
Trig2	PA3	推挽输出模式
Echo2	PA6	输入模式
-	PA9	USART1_TX
-	PA10	USART1_RX

注：这里的引脚可以随便选择都可实现超声波检测

步骤1：STM32CUBEMX配置

 

 

 TIM2设置的是1S溢出一次。

步骤2：功能实现

超声波1代码实现：

uint16_t SR04Distance(void)
{
  uint16_t Distance;
  int32_t outTime = 0;
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
	delay_us(15);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
  
  
  while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) != 1)
  {
    outTime++;
    if(outTime > 100000)
    {
      break;
    }
  }
   htim2.Instance->CNT = 0;
  __HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
  
  outTime = 0;
  while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) != 0)
  {
    outTime++;
    if(outTime > 100000)
    {
      break;
    }
  }
  __HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
  Distance = (uint16_t)(htim2.Instance->CNT*340/20.0); 
  //sprintf(str,"V1=%d\\r\\n",Distance);
  //while(HAL_OK != HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 5000));
  return Distance;
}

超声波2代码实现，和超声波1实现效果一致

uint16_t SR04Distance2(void)
{
  uint16_t Distance;
  int32_t outTime = 0;
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);
	delay_us(15);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
  
  
  while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_6) != 1)
  {
    outTime++;
    if(outTime > 100000)
    {
      break;
    }
  }
   htim2.Instance->CNT = 0;
  __HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
  
  outTime = 0;
  while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_6) != 0)
  {
    outTime++;
    if(outTime > 100000)
    {
      break;
    }
  }
  __HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
  Distance = (uint16_t)(htim2.Instance->CNT*340/20.0); 
  //sprintf(str,"V2=%d\\r\\n",Distance);
  //while(HAL_OK != HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 5000));
  return Distance;
  
}

为了保证模块突发问题，我在检测高低电平的地方增加超时检测，防止程序死循环，保证程序的合理性：

while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_6) != 0)
  {
    outTime++;
    if(outTime > 100000)
    {
      break;
    }
  }

接下来实现两个超声波测距：

void  UltrasonicRanging(void)
{
	uint16_t Distance[10];
	uint16_t Distance2[10];
	uint16_t max1 = 0;
	uint16_t min1 = 0;
	uint16_t max2 = 0;
	uint16_t min2 = 0;
	int i;
	SR04DistanceGlobal1 = 0;		//	超声波1测得的距离清0
	SR04DistanceGlobal2 = 0;		//	超声波2测得的距离清0
	for(i = 0;i<5;i++)
	{
		Distance[i] = SR04Distance();
    Distance2[i] = SR04Distance2();
	}
	max1 = Distance[0];
	max2 = Distance2[0];
	min1 = Distance[0];
	min2 = Distance2[0];
 	for(i = 0;i<5;i++)
 	{
 		if(max1 < Distance[i])
 		{
 			max1 = Distance[i];
 		}
		if(max2 < Distance2[i])
 		{
 			max2 = Distance2[i];
 		}
		if(min1 > Distance[i])
 		{
 			min1 = Distance[i];
 		}
		if(min2 > Distance2[i])
 		{
 			min2 = Distance2[i];
 		}
		SR04DistanceGlobal1 = SR04DistanceGlobal1 + Distance[i];
		SR04DistanceGlobal2 = SR04DistanceGlobal2 + Distance2[i];
 	}
	SR04DistanceGlobal1 = (uint16_t)((SR04DistanceGlobal1-max1-min1)/3);
	SR04DistanceGlobal2 = (uint16_t)((SR04DistanceGlobal2-max2-min2)/3);
}

这里增加了测距的稳定性，一下测量了5次，也可以测量更多次，去除最大值和最小值，目的是防止超声波突发测距不准问题，或魔鬼值问题。

主函数中代码：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM2_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  delay_init(72);
  while(HAL_OK != HAL_UART_Transmit(&huart1, "wantin", 7, 5000));
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    UltrasonicRanging();
    sprintf(str,"V1=%d\\r\\n",SR04DistanceGlobal1);
    while(HAL_OK != HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str, strlen(str), 5000));
    
    sprintf(str2,"V2=%d\\r\\n",SR04DistanceGlobal2);
    while(HAL_OK != HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str2, strlen(str2), 5000));
    //HAL_Delay(20); 

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

将测量的结果在串口显示，显示效果如下：

具体代码实现可链接下载：

(2条消息) HAL库实现定时器实现多个超声波（HC-SR04）测距-C文档类资源-CSDN文库