超声波测距+OLED显示

• 超声波模块使用的是HC-SR04模块，单片机使用的是STM32F407

超声波

• 超声波时序图

• 以上时序图表明你只需要提供一个 10uS 以上脉冲触发信号，该模块内部将发出 8 个 40kHz 周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号 。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
• 公式：uS/58=厘米或者 uS/148=英寸；或是：距离=高电平时间*声速（340M/S）/2；建议测量周期为 60ms 以上，以防止发射信号对回响信号的影响。
• 模块需要和STM32工地

STM32引脚配置

• Trig引脚使用的是PE0，使用推挽输出即可

• Echo引脚，就是回传信号的引脚，使用的是TIM10的输入通道1，就是PF6引脚。因为要测量输入高电平的时长，直接使用定时计数器的输入捕获的功能会比较方便。STM32F407ZEt6的TIM10的输入通道一，只对应一路捕获通道

• 不要忘记打开中断

• 输入捕获的原理和计数的原理差不多，先规定捕获通道是上升沿触发，还是下降沿触发，还是双边都触发；
• 触发之后，申请一次捕获中断，同时将CNT的数值锁存到捕获寄存器CCR中，我们可以把此时的CCR的数值记录到value1中，还要清楚捕获中断标志
• 然后等待第二次触发，又会将CNT的数值锁存到CCR中，再把此时的数值记录到value2中，还要清楚中断标志位，把两个数值相减，再乘计一个数的时间，就是电平持续的时间或者周期等。

代码

启动超声波模块

• 根据上面超声波的时序，写出启动信号，即向Trig引脚发送一段不低于10微秒的高电平

  void Ultrasonic_start(void)
  {HAL_TIM_Base_Start(&htim10);//启动定时计数器10HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim10,TIM_CHANNEL_1);/* 启动定时计数器捕获通道1，并开启中断 */HAL_GPIO_WritePin(Tr1g_1_GPIO_Port,Tr1g_1_Pin,GPIO_PIN_RESET);delay_us(50);HAL_GPIO_WritePin(Tr1g_1_GPIO_Port,Tr1g_1_Pin,GPIO_PIN_SET);delay_us(50);HAL_GPIO_WritePin(Tr1g_1_GPIO_Port,Tr1g_1_Pin,GPIO_PIN_RESET);TIM10->CNT=0;  //可以不对CNT进行清零，此处清零是为了不再后面处理计数溢出的情况
  }
  

接收超声波数据回传

• 在硬件上Echo引脚连接的是TIM10的通道1，并在捕获通道1进行输入捕获，初始化时极性设置的是上升沿有效；

• 所以在第一次捕获时，捕获的是上升沿，说明回传信号的高电平开始；

• 在第一次捕获中断的中断函数中应该读取CCR中的数值并把捕获通道的极性进行修改为下降沿有效，用来检测高电平的结束

• 在第二次捕获中断到来时也要读取CCR中的数值，并将捕获通道的极性设置为上升沿有效，准备检测下一阶段的高电平信号

• 在第二次捕获完成后，可以先关闭计数器，等待计算完成再打开，避免这次还没有计算完，下一次的就已经到了

• 最重要的是不要忘记清除中断标志位，如果使用的是HAL库的回调函数，那么就不需要手动清除了，HAL库会帮你完成

• 计算的函数如下，会使用OLED显示：

  uint16_t flag=0;  //第二次捕获结束，即高电平已经结束了
  /*capture[0]用来存放第一次捕获的数值；capture[1]用来存放第二次捕获的数值，capture[2]存放差值*/
  uint16_t capture[3]={0}; 
  /*使用OLED来进行输出的数组*/
  char shuchu0[12]={0};
  unsigned char shuchu[12]={0};
  void Ultrasonic_Receive_Display(void)
  {float data=0;if(flag==1){flag=0;capture[2]=capture[1]-capture[0];/*计算数值*/data=((capture[2])*1.0)/58.0;for(int k1=0;k1<3;k1++){capture[k1]=0;}/*进行显示*/int m=0;sprintf(shuchu0,"%0.2f cm",data);  //保留小数点后两位for(m=0;shuchu0[m]!='\0';m++){shuchu[m]=(unsigned char)shuchu0[m];}shuchu[m]='\0';OLED_CLS();OLED_ShowStr(0,3,"distance:",1);OLED_ShowStr(0,4,shuchu,1);HAL_Delay(100);}else{OLED_CLS();OLED_ShowStr(0,4,"please wait",2);HAL_Delay(100);}}
  

• 捕获中断的回调函数如下：

  void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
  {uint16_t cnt=1; //用来区分是第一次还是第二次的数值if(TIM10==htim->Instance){switch (cnt){case 1:/*第一次通道捕获触发，高电平信号开始*/capture[0]= HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);/*用HAL库时要先清除通道的极性，再更改通道的极性*/TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1);   TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_FALLING);   cnt++;Start_Flag=0; //外部定义，发送超声波启动信号的标志，此时还不能启动break;case 2:/*第二次表示高电平的结束*/capture[1]=HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);cnt=1;flag=1;  //外部定义，开始进行就算并发送给LED显示的标志Start_Flag=1; /*关闭定时计数器，防止下次的干扰*/HAL_TIM_IC_Stop_IT(htim, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_Base_Stop(htim);/*清除通道极性，并设置为上升沿触发，为下次做准备*/TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1);               TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_RISING);	break;}}
  }
  

• 主体部分写入一个循环里面就可以了

  for(;;){while(Start_Flag==1){Ultrasonic_start();osDelay(100);Ultrasonic_Receive_Display();}}