HC-SR04超声波传感器详解（STM32）

目录

一、介绍

二、传感器原理

1.原理图

2.引脚描述

3.工作原理介绍

三、程序设计

main.c文件

ultrasonic.h文件

ultrasonic.c文件

四、实验效果 

五、资料获取

项目分享

一、介绍

        HC-SR04超声波传感器是通过发送和接收超声波，利用时间差和声音传播速度，计算出模块到前方障碍物的距离的一种传感器模块。与蝙蝠寻找猎物的回声定位基本原理相同，可以广泛应用于无损测量、水文液位测量、工业场地等领域。

以下是超声波传感器的参数：

哔哩哔哩视频链接：

（资料分享见文末） 

二、传感器原理

1.原理图

模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。

2.引脚描述

3.工作原理介绍

    传感器发射器向某一个确定的方向发射超声波的同时进行计时，超声波在碰触到障碍物之后会返回给超声波接收器一个反射波，此时停止计时，将时间纪录为 t。根据速度距离公式，结合超声波的传播速度与时间 t，可以推算出超声波发射点与所测量障碍物之间的距离为S=340t/2

三、程序设计

1.使用STM32F103C8T6读取HC-SR04超声波传感器采集的距离数据，通过串口发送至电脑

2.将读取得到距离信息数据同时在OLED上显示

main.c文件

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "oled.h"
#include "ultrasonic.h"
#include "timer.h"/*****************辰哥单片机设计******************STM32* 项目			:	HC-SR04超声波传感器实验                     * 版本			:   V1.0* 日期			:   2024.8.27* MCU			:	STM32F103C8T6* 接口			:	参看ultrasonic.h							* BILIBILI	    :	辰哥单片机设计* CSDN			:	辰哥单片机设计* 作者			:	辰哥 **********************BEGIN***********************/float distance;int main(void)
{ SystemInit();//配置系统时钟为72M	delay_init(72);LED_Init();LED_On();Ultrasonic_Init();USART1_Config();//串口初始化OLED_Init();printf("Start \n");delay_ms(1000);OLED_Clear();//显示“距离:”OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1);OLED_ShowChinese(16,0,1,16,1);OLED_ShowChar(32,0,':',16,1);OLED_ShowString(60,20,"cm",16,1);while (1){LED_Toggle();distance = UltrasonicGetLength();OLED_ShowNum(40,20,distance,2,16,1);delay_ms(50);	//延时50ms}
}

ultrasonic.h文件

#ifndef __ULTRASONIC_H
#define	__ULTRASONIC_H
#include "stm32f10x.h"
#include "adcx.h"
#include "delay.h"
#include "math.h"/*****************辰哥单片机设计******************STM32* 文件			:	HC-SR04超声波传感器h文件                   * 版本			:   V1.0* 日期			:   2024.8.27* MCU			:	STM32F103C8T6* 接口			:	见代码							* BILIBILI	    :	辰哥单片机设计* CSDN			:	辰哥单片机设计* 作者			:	辰哥**********************BEGIN***********************//***************根据自己需求更改****************/
// ULTRASONIC GPIO宏定义#define		ULTRASONIC_GPIO_CLK								RCC_APB2Periph_GPIOA
#define 	ULTRASONIC_GPIO_PORT							GPIOA
#define 	ULTRASONIC_TRIG_GPIO_PIN					GPIO_Pin_0	
#define 	ULTRASONIC_ECHO_GPIO_PIN					GPIO_Pin_1	#define 	TRIG_Send  PAout(0)
#define 	ECHO_Reci  PAin(1)/*********************END**********************/void Ultrasonic_Init(void);
float UltrasonicGetLength(void);void OpenTimerForHc(void);
void CloseTimerForHc(void); 
u32 GetEchoTimer(void);#endif /* __ADC_H */

ultrasonic.c文件

#include "ultrasonic.h"
#include "timer.h"/*****************辰哥单片机设计******************STM32* 文件			:	HC-SR04超声波传感器c文件                   * 版本			:   V1.0* 日期			:   2024.8.27* MCU			:	STM32F103C8T6* 接口			:	见代码							* BILIBILI	    :	辰哥单片机设计* CSDN			:	辰哥单片机设计* 作者			:	辰哥**********************BEGIN***********************///超声波计数
u16 msHcCount;void Ultrasonic_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd (ULTRASONIC_GPIO_CLK, ENABLE );			// 打开连接 超声波传感器 的单片机引脚端口时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ULTRASONIC_TRIG_GPIO_PIN;			// 配置连接 传感器TRIG 的单片机引脚模式GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;						// 设置为推挽输出GPIO_Init(ULTRASONIC_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);				// 初始化 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ULTRASONIC_ECHO_GPIO_PIN;			// 配置连接 传感器ECHO 的单片机引脚模式GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;				// 设置为浮空输入输入GPIO_Init(ULTRASONIC_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);				// 初始化 TIM4_Int_Init(1000-1,72-1);
}//打开定时器4
static void OpenTimerForHc()  
{TIM_SetCounter(TIM4,0);msHcCount = 0;TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); 
}//关闭定时器4
static void CloseTimerForHc()    
{TIM_Cmd(TIM4, DISABLE); 
}//获取定时器4计数器值
u32 GetEchoTimer(void)
{u32 t = 0;t = msHcCount*1000;t += TIM_GetCounter(TIM4);TIM4->CNT = 0;  delay_ms(50);return t;
}//通过定时器4计数器值推算距离
float UltrasonicGetLength(void)
{u32 t = 0;int i = 0;float lengthTemp = 0;float sum = 0;while(i!=5){TRIG_Send = 1;      delay_us(20);TRIG_Send = 0;while(ECHO_Reci == 0);      OpenTimerForHc();        i = i + 1;while(ECHO_Reci == 1);CloseTimerForHc();        t = GetEchoTimer();        lengthTemp = ((float)t/58.0);//cmsum = lengthTemp + sum ;}lengthTemp = sum/5.0;return lengthTemp;
}

四、实验效果 

五、资料获取

项目分享