目录
0、SR-04基本原理
1、准备工作
2、连线
3、STM32CUBEMX设置
3.1新建工程
3.2芯片通用设置
3.3定时器捕获设置
3.4其他设置
3.5生成工程
4、程序完善
4.1完善打印输出函数
4.2完善tim.c
4.3完善gpio.c
4.4完善main函数
5、总结
0、SR-04基本原理
声波遇到障碍物会反射，而声波的速度已知，所以只需要知道发射到接收的时间差，就能轻松计算出测量距离，再结合发射器和接收器的距离，就能算出障碍物的实际距离。
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-619511.html
以HC-SR04硬件为例，端口为VCC、Trig、Echo、GND。
VCC–接STM32板子+5V；
GND–接STM32板子GND；
Trig–为触发控制信号输入，触发测距，给至少10us的高电平信号，模块自动发射8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回；
Echo–回响信号输出，有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间。
那用STM32怎么给端口信号呢？又是怎么获取信号呢？
Trig端口为超声波模块的输入信号，也就是通过STM23一个端口推挽输出一个至少10us的高电平信号即可，利用delay_ms(20)实现；
Echo端口为超声波模块的输出信号，也就是利用STM32端口捕获高电平时间，那么这个端口肯定是可以用做定时器的端口。
通过以上分析，这里采用以下STM32端口
1、准备工作
开发板：STM32F1精英版
软件：STM32CubeMx软件
IDE： MDK-Keil软件
传感器：HC-SR04
2、连线
选择TIM5的CH1即PA0作为输入捕获引脚（Echo），选择PA5作为触发脚Trig。具体连接线如下：
红线连接精英版的5V与SR04的VCC脚
白线连接精英板的GND与SR04的GND脚
橙色线连接精英板的PA5与Trig脚
黑色线连接精英板的PA0与Echo脚
3、STM32CUBEMX设置
3.1新建工程
1）新建工程
2）选择芯片
3.2芯片通用设置
1）时钟芯片设置
2）时钟设置
3）系统调试设置
3.3定时器捕获设置
由于前文连线中，我们将TIMER5CH1作为输入捕获引脚，所以对TIMER5进行设置：
Channel 1选择：Input Capture direct mode
与分频系数填写：72-1（则每次计数为1us）
Polarity Selection选择：Rising Edge（上升沿）
其他保持不变。
NVIC settings选择TIM5 global interrupt
3.4其他设置
1）USART1设置
为了方便调试，将测量所得数据通过串口传递到电脑上进行显示，此处使用串口1通过printf将输出发送至电脑。
2）GPIO配置
此处选择PA5作为Trig脚，具体配置如下：
3.5生成工程
4、程序完善
4.1完善打印输出函数
在main函数中加入下面语句：
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "string.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
return ch;
}
/* USER CODE END 0 */加入此语句之后可以在main函数中加入printf语句测试是否成功。
将精英板USB232口通过USB数据线与电脑连接，并在电脑上打开串口调试软件： 
4.2完善tim.c
在tim.c中加入以下程序：
定义变量：
/* USER CODE BEGIN 0 */
//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
uint8_t TIM5CH2_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态
uint16_t TIM5CH2_CAPTURE_VAL; //输入捕获值(TIM2是16位)
/* USER CODE END 0 */在底部加入溢出回调函数和输入捕获回调函数。其中参考了正点原子官方的的输入 捕获回调函数。
/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//更新中断（溢出）发生时执行
{
if((TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X80) ==0) //还未捕获成功
{
if(TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿
{
if((TIM5CH2_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F) //高电平时间太长了
{
TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X80; //标记成功捕获一次
TIM5CH2_CAPTURE_VAL = 0XFFFF; //
}
else
TIM5CH2_CAPTURE_STA++; //否则标记溢出数加一
}
}
}
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//捕获中断发生时执行
{
if((TIM5CH2_CAPTURE_STA&0x80)==0) //还未捕获成功
{
if(TIM5CH2_CAPTURE_STA&0x40) //成功捕获到一个下降沿
{
TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0X80; //标记成功，捕获到一次高电平完成
TIM5CH2_CAPTURE_VAL = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5, TIM_CHANNEL_1); //获取当前捕获值
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM_CHANNEL_1); //清除原来设置
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_RISING); //捕获到下降沿后，将捕获复位到捕获上升沿
}
else //捕获到一个上升沿
{
TIM5CH2_CAPTURE_STA = 0;
TIM5CH2_CAPTURE_VAL = 0;
TIM5CH2_CAPTURE_STA |= 0x40; //第六位标记为捕获到上升沿
__HAL_TIM_DISABLE(&htim5); //关闭定时器
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim5, 0); //定时器初始值设置为0
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM_CHANNEL_1);
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim5, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_FALLING); //捕获到上升沿之后，将捕获设置为下降沿
__HAL_TIM_ENABLE(&htim5);
}
}
}
/* USER CODE END 1 */4.3完善gpio.c
模拟Trig脚，先置位，过40us后，复位。
/* USER CODE BEGIN 2 */
void CHL_capture(void)
{
uint32_t i;
HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_SET);
for(i=0;i<72*40;i++)
__NOP();
HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
/* USER CODE END 2 */4.4完善main函数
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
float len = 0;
uint32_t time= 0;
uint8_t count = 0;
/* 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_TIM5_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
printf("Hello World!\r\n");
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim5,TIM_CHANNEL_1); //开启TIM2的捕获通道2，并且开启捕获中断
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim5,TIM_IT_UPDATE); //使能更新中断
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_Delay(100);
CHL_capture();
if(TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0x80) //成功捕获一个脉宽
{
time = TIM5CH2_CAPTURE_STA & 0x3F; //获取溢出次数
time *= 65536; //获得溢出的时间值
time += TIM5CH2_CAPTURE_VAL; //加上最后一次取得的值
len = time * 342.62*100/2000000;
TIM5CH2_CAPTURE_STA = 0;
}
printf("LENGTH: %f CM\r\n", len);
}
/* USER CODE END 3 */
}
5、总结
本文介绍了通过HAL库完成SR-04超声波传感器距离的测量。包括了，超声波传感器的原理、STM32CUBEMX的配置，以及程序的完善。最终的结果如下：
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-619511.html
到了这里，关于手把手教你，通过HAL库实现STM32的超声波测距--以SR-04为例的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
