HCSR04超声波传感器驱动

HC_SR04是一款使用较为广泛的超声波测距模块,模块图如下

该模块具有四个引脚,分别为VCC GND TRIG ECHO,其中VCC GND为供电脚

TRIG为测距触发引脚,ECHO为测距输入引脚

该模块的驱动模式为

控制口发一个 10US 以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,就可以达到你移动测量的值了

 

模块工作原理如下

(1)采用 IO 触发测距，给至少 10us 的高电平信号;

(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；

(3)有信号返回，通过 IO 输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间

(4计算测试距离测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;

 

根据工作原理,我们可以选择两种模式驱动

1.       采用中断+定时器方式,将ECHO定义为上升沿下降沿都能触发中断,trig触发之后,echo高电平进中断打开定时器,echo低电平关闭定时器并统计定时器计数值

2.       采用普通IO+定时器模式,触发之后等待echo响应,响应时打开定时器,直到echo恢复低关闭定时器,获取时间

 

1：此模块不宜带电连接，如果要带电连接，则先让模块的 Gnd 端先连接。否则会影响

模块工作。

2：测距时，被测物体的面积不少于0.5平方米且要尽量平整。否则会影响测试结果。

 

详细驱动代码如下所示

Hcsr04.c

#include "hcsr04.h"


#define HCSR04_PORT     GPIOB
#define HCSR04_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOB
#define HCSR04_TRIG     GPIO_Pin_5
#define HCSR04_ECHO     GPIO_Pin_6

#define TRIG_Send  PBout(5)
#define ECHO_Reci  PBin(6)

u16 msHcCount = 0;//ms计数

void Hcsr04Init(u32 NVIC_PriorityGroup,u32 PreemptionPriority,u32 SubPriority)
{
	u32 NVICtemp    = 0;        //用于NVIC控制器的变量
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;     //生成用于定时器设置的结构体
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04_CLK, ENABLE);
    
    NVICtemp = NVIC_EncodePriority(NVIC_PriorityGroup , PreemptionPriority , SubPriority);    //中断优先级变量解码
    
	//IO初始化
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =HCSR04_TRIG;       //发送电平引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
    GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =   HCSR04_ECHO;		//返回电平引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;//下拉输入
    GPIO_Init(HCSR04_PORT, &GPIO_InitStructure);	
	//定时器初始化 使用基本定时器TIM6
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);   //使能对应RCC时钟
	//配置定时器基础结构体
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	 计数到1000为1ms
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1); //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  1M的计数频率 1US计数
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
	
	TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update);   //清除更新中断，免得一打开中断立即产生中断
	TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE);    //打开定时器更新中断
	NVIC_SetPriority(TIM6_IRQn,NVICtemp);          //设置中断优先级
	NVIC_EnableIRQ(TIM6_IRQn);                     //使能对应中断
	
}
static void OpenTimerForHc()	//打开定时器
{
	TIM_SetCounter(TIM6,0);//清除计数
	msHcCount = 0;
	TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);  //使能TIMx外设
}

static void CloseTimerForHc()	//关闭定时器
{
	TIM_Cmd(TIM6, DISABLE);  //使能TIMx外设
}


//定时器6中断服务程序
void TIM6_IRQHandler(void)   //TIM3中断
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET)  //检查TIM3更新中断发生与否
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx更新中断标志 
		msHcCount++;
	}
}

u32 GetEchoTimer(void)
{
	u32 t = 0;
	t = msHcCount*1000;//得到MS
	t += TIM_GetCounter(TIM6);//得到US
	return t;
}

//一次获取超声波测距数据 两次测距之间需要相隔一段时间，隔断回响信号
void Hcsr04GetLength(u32* length)
{
    u32 t = 0;
    float lengthTemp;
    TRIG_Send = 1;      //发送口高电平输出
    DelayUs(10);
    TRIG_Send = 0;
    while(ECHO_Reci == 0);      //等待接收口高电平输出
	OpenTimerForHc();	//打开定时器
	while(ECHO_Reci == 1);
	CloseTimerForHc();	//关闭定时器
	t = GetEchoTimer();	//获取时间,分辨率为1US
	lengthTemp = ((float)t/58);//cm
    *length = (u32)lengthTemp; 
}

Hcsr04.h

#ifndef __HCSR04_H
#define __HCSR04_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "ioremap.h"
#include "common.h"





//超声波模块初始化
void Hcsr04Init(u32 NVIC_PriorityGroup,u32 PreemptionPriority,u32 SubPriority);

//超声波模块一次距离获取
//返回0 成功
//返回1 失败
void Hcsr04GetLength(u32* length);

#endif