stm32超聲波測距匯總10頁

1、嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用開放性實驗報告Stm32HC-SR04超聲波測距第一章 緒論1.1 STM32超聲波測距系統(tǒng)1.1.1 HC-SR04超聲波測距模塊簡介HC-SR04 超聲波測距模塊可提供 2cm-400cm 的非接觸式距離感測功能， 測距精度可達高到 3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。使用電壓：DC-5V靜態(tài)電流：小于2mA 電平輸出：高5V低0V感應(yīng)角度：不大于15度 探測距離：2cm-450cm高精度： 可達3mm1.1.2 HC-SR04超聲波測距模塊原理采用 IO 口 TRIG 觸發(fā)測距，給TRIG至少 10us 的高電平信號; 模塊自動發(fā)送8個 40khz 的方波，自

2、動檢測是否有信號返回； 有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S)/2; T（）=（V25-Vsense）/Avg_Slope+25 V25=Vsense 在 25 度時的數(shù)值（典型值為： 1.43）。Avg_Slope=溫度與 Vsense 曲線的平均斜率（單位為 mv/或 uv/）（典型值為4.3Mv/）。利用以上公式，我們就可以方便的計算出當前物體超聲波模塊之間的距離。程序中使用: 測試距離=高電平時間*聲速(340M/S)/2 這個公式1.2 設(shè)計要求使用ARM開發(fā)板上硬件資源與超聲波模塊結(jié)合

3、，編程實現(xiàn)實時距離顯示功能，通過數(shù)碼管實時顯示距離，并在距離小于設(shè)定報警距離時使用蜂鳴器報警。1.3 總體設(shè)計方案及框圖1.3.1 距離測量及獲取方法通過設(shè)置定時器，開啟中斷，讀取ECHO輸出高電平的持續(xù)時間，計算結(jié)果作為當前距離。1.3.2 總體設(shè)計方案實時距離: 本超聲波測距系統(tǒng)可實現(xiàn)對距離的實時測量，并不斷顯示在數(shù)碼管上保持距離: 用戶可通過按鍵使得當前距離值在數(shù)碼管保持，也可再次返回對距離的實時測量，此模式下距離小于報警值不會報警，僅為顯示模式。兩種模式相互轉(zhuǎn)換，并且可以在距離保持狀態(tài)時通過按鍵進入修改報警距離模式，如果實測距離小于下限值，蜂鳴器報警，當距離大于下限值時，報警自動停止。

4、1.3.3 程序框圖開始SV+ K5按下 初始化 SV- K6按下 顯示當前距離K7是否按下 數(shù)碼管及按鍵掃描 否 是超聲波測距數(shù)碼管顯示距離K4是否按下 K7按下 是 否 K1是否按下 否 第二章 正文2.1 要求重述及分析2.1.1 設(shè)計任務(wù)超聲波測距系統(tǒng)2.1.2設(shè)計要求使用STM-32開發(fā)板上硬件資源及HC-SR04超聲波測距模塊，編程實現(xiàn)超聲波測距功能，通過數(shù)碼管實時顯示距離。2.1.3要求分析 1使用HC-SR04 超聲波測距模塊以及stm-32自帶數(shù)碼管、LED等2實現(xiàn)實時距離測量功能，通過數(shù)碼管實時顯示當前距離：設(shè)計程序?qū)崿F(xiàn)對距離報警值的設(shè)定，并在低于報警值時使用蜂鳴器等進行提

5、示。2.2 相關(guān)配置具體設(shè)計2.2.1 相關(guān)配置1輸入口輸出口配置：將PC8設(shè)為與Trig相連的輸出口，將PC7設(shè)置為接收Echo返回數(shù)據(jù)的輸入口。使能APB2總線上的GPIOC時鐘，根據(jù)參數(shù)配置對應(yīng)引腳。2按鍵配置：控制按鍵的端口:PA15和PB47。使能APB2總線上的GPIOA以及GPIOB時鐘，根據(jù)參數(shù)配置對應(yīng)引腳。3蜂鳴器：控制蜂鳴器的端口為PB8。APB2總線上GPIOB時鐘已經(jīng)使能可省略，根據(jù)參數(shù)配置PB8端口。4數(shù)碼管配置：控制數(shù)碼管的端口:PE013。p使能APB2總線上的GPIOE時鐘，根據(jù)參數(shù)配置對應(yīng)引腳。5定時器配置: 2.3 具體設(shè)計2.3.1按鍵掃描設(shè)計：當按鍵按下

6、時，對應(yīng)的IO口為低電平，沒有按下時為高電平2.3.2數(shù)碼管顯示設(shè)計：2.3.3超聲波測距設(shè)計：給TRIG至少 10us 的高電平信號,使用定時器中斷法獲得ECHO輸入端PC7低電平持續(xù)時間，即為超聲波一來回所用時間如(黃線為ECHO輸入信號，測出低電平所用時間)算出物體和超聲波測距模塊之間距離。2.3.4報警功能設(shè)計：在進入數(shù)碼管顯示前對當前距離進行判斷若小于報警距離則啟動蜂鳴器2.4實驗結(jié)果分析2.4.1 實驗結(jié)果使用超聲波測距模塊、按鍵、蜂鳴器等實現(xiàn)了距離測量系統(tǒng)的設(shè)計，本設(shè)計可實時測距以及暫停顯示當前距離，實現(xiàn)了對距離的測量，具體功能如下：1距離報警值的設(shè)置：程序啟動先進入報警值設(shè)置，

7、通過按下按鍵KEY3、KEY4分別使得報警值增大和減小。報警值會在數(shù)碼管上顯示，默認報警值為5.0cm。2實時測距系統(tǒng)：此時程序循環(huán)獲取當前距離并顯示在數(shù)碼管上，同時根據(jù)當前距離與距離報警值選擇是否啟動蜂鳴器，若當前距離小于報警值則啟動蜂鳴器。此時按下KEY2則進入距離保持狀態(tài)。3距離測量系統(tǒng)此時超聲波傳感器暫停，數(shù)碼管上保持顯示上一時刻距離，按下KEY5可進入實時距離測量，按下KEY1則會返回報警值設(shè)置。2.4.2 結(jié)果分析試驗達到了預(yù)期的效果，實現(xiàn)了兩種模式下的距離測量及兩種模式的相互切換，并實現(xiàn)距離報警值的設(shè)定與顯示，當前距離小于報警值時進行報警。誤差在5mm以內(nèi)實際距離與超聲波測量距離測量距離/cm理論距離/cm誤差/mm3.23211.211220.220229.730332.933139.74032.5總結(jié)2.5.1實驗中遇到的問題及解決辦法 1數(shù)碼管顯示距離值時無小數(shù)點。給需要顯示小數(shù)點的數(shù)字的顯示碼“與”小數(shù)點顯示碼0x80再顯示即可加上小數(shù)點。 2每次按鍵設(shè)置報警值是報警值跳動太快 增加按鍵掃描函數(shù)里的延時即可。2.5.2 試驗心得