stm32超声波测距汇总
嵌入式系统及应用开放性实验报告
Stm32
HC-SR04超声波测距
第一章绪论
1.1STM32超声波测距系统
1.1.1 HC-SR04超声波测距模块简介
HC-SR04 超声波测距模块可提供2cm-400cm 的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。
使用电压：DC---5V
静态电流：小于2mA
电平输出：高5V 低0V
感应角度：不大于15度
探测距离：2cm-450cm
高精度：可达3mm
1.1.2 HC-SR04超声波测距模块原理
采用IO 口TRIG 触发测距，给TRIG至少10us 的高电平信号;
模块自动发送8个40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；
有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超
声波从发射到返回的时间。
测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; T（℃）={（V25-Vsense）/Avg_Slope}+25
V25=Vsense 在25 度时的数值（典型值为： 1.43）。
Avg_Slope=温度与Vsense 曲线的平均斜率（单位为mv/℃或uv/℃）（典型值为4.3Mv/℃）。
利用以上公式，我们就可以方便的计算出当前物体超声波模块之间的距离。
程序中使用: 测试距离=高电平时间*声速(340M/S))/2 这个公式
1.2 设计要求
使用ARM开发板上硬件资源与超声波模块结合，编程实现实时距离显示功能，通过数码管实时显示距离，并在距离小于设定报警距离时使用蜂鸣器报警。1.3 总体设计方案及框图
1.3.1 距离测量及获取方法
通过设置定时器，开启中断，读取ECHO 输出高电平的持续时间，计算结果
作为当前距离。1.3.2 总体设计方案
实时距离: 本超声波测距系统可实现对距离的实时测量，并不断显示在数码
管上
保持距离: 用户可通过按键使得当前距离值在数码管保持，
也可再次返回对
距离的实时测量，此模式下距离小于报警值不会报警，仅为显示模式。
两种模式相互转换，并且可以在距离保持状态时通过按键进入修改报警距离模式，如果实测距离小于下限值，蜂鸣器报警，当距离大于下限值时，报警自动停止。
1.3.3 程序框图
K5
按下
K6按下
否
是
K7按下
是
否
否
超声波测距数码管显示距离K4是否按下
显示当前距离K7是否按下
开始初始化
数码管及按键扫描
SV++
SV--
K1是否按下
第二章正文
2.1 要求重述及分析
2.1.1设计任务
超声波测距系统
2.1.2设计要求
使用STM-32开发板上硬件资源及HC-SR04超声波测距模块，编程实现超声波测距功能，通过数码管实时显示距离。
2.1.3要求分析
1使用HC-SR04 超声波测距模块以及stm-32自带数码管、LED等
2实现实时距离测量功能，通过数码管实时显示当前距离：设计程序实现对距
离报警值的设定，并在低于报警值时使用蜂鸣器等进行提示。
2.2 相关配置具体设计
2.2.1 相关配置
1输入口输出口配置：将PC8设为与Trig相连的输出口，将PC7设置为接收Echo返回数据的输入口。使能APB2总线上的GPIOC时钟，根据参数配置对应引脚。
2按键配置：控制按键的端口:PA15和PB4~7。使能APB2总线上的GPIOA以及GPIOB时钟，根据参数配置对应引脚。
3蜂鸣器：控制蜂鸣器的端口为PB8。APB2总线上GPIOB时钟已经使能可省略，根据参数配置PB8端口。
4数码管配置：控制数码管的端口:PE0~13。p使能APB2总线上的GPIOE时钟，根据参数配置对应引脚。
5定时器配置:
2.3 具体设计
2.3.1按键扫描设计：当按键按下时，对应的IO口为低电平，没有按下时为高电平
2.3.2数码管显示设计：
2.3.3超声波测距设计：给TRIG至少10us 的高电平信号,使用定时器中断法获得ECHO输入端PC7低电平持续时间，即为超声波一来回所用时间如(黄线为ECHO输入信号，测出低电平所用时间)算出物体和超声波测距模块之间距离。
2.3.4报警功能设计：在进入数码管显示前对当前距离进行判断若小于报警
距离则启动蜂鸣器
2.4实验结果分析
2.4.1 实验结果
使用超声波测距模块、按键、蜂鸣器等实现了距离测量系统的设计，本设计可实时测距以及暂停显示当前距离，实现了对距离的测量，具体功能如下：1距离报警值的设置：
程序启动先进入报警值设置，通过按下按键KEY3、KEY4分别使得报警值增大和减小。报警值会在数码管上显示，默认报警值为 5.0cm。
2实时测距系统：
此时程序循环获取当前距离并显示在数码管上，同时根据当前距离与距离报警值选择是否启动蜂鸣器，若当前距离小于报警值则启动蜂鸣器。此时按下KEY2则进入距离保持状态。
3距离测量系统
此时超声波传感器暂停，数码管上保持显示上一时刻距离，按下KEY5可进入实时距离测量，按下KEY1则会返回报警值设置。
2.4.2 结果分析
试验达到了预期的效果，实现了两种模式下的距离测量及两种模式的相互切换，并实现距离报警值的设定与显示，当前距离小于报警值时进行报警。误差在5mm以内
实际距离与超声波测量距离
测量距离/cm 理论距离/cm 误差/mm
3.2 3 2
11.2 11 2
20.2 20 2
29.7 30 3
32.9 33 1
39.7 40 3
2.5总结
2.5.1实验中遇到的问题及解决办法
1数码管显示距离值时无小数点。
给需要显示小数点的数字的显示码“与”小数点显示码0x80再显示即可加上小数点。
2每次按键设置报警值是报警值跳动太快
增加按键扫描函数里的延时即可。
2.5.2 试验心得
本次实验设计学会了如何熟练使用HC-SR04 超声波测距模块、定时器、数码管等设备，加深了对寄存器，中断，库函数等的理解。这次实验让我明白，遇到
问题不要慌张，可以一步一步去测试是哪里出现问题，再重点解决。多在网上查找资料，一步一步让实验成功