[问答]

如何利用HC-SR04超声波测距模块去实现精确的直线测距呢

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 超声波的测距原理是什么？利用STM32驱动HC-SR04需要做好哪几个关键点？如何利用HC-SR04超声波测距模块去实现精确的直线测距呢？ 0
2021-10-20 07:28:08　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答江左盟该类别下有 32 个回答。邀请回答爱与友人该类别下有 32 个回答。邀请回答举报席毖庸相关推荐 • 如何利用现成的SysTick去实现HC-sr04超声波测距呢 1370 • 有哪几种方法去实现HC-SR04超声波测距呢 967 • 如何去编写HC-SR04超声波测距模块的驱动程序呢 1280 • 如何通过HC-SR04超声波模块去实现测距功能呢 2554 • 如何对超声波测距HC-SR04进行测试呢 969 • HC-SR04和51单片机是如何实现超声波测距的 2174 • 如何采用HC-SR04模块实现测距功能？ 499 • 怎样去编写HC-SR04超声波模块的控制程序呢 1166 • 基于stm32的HC-SR04超声波测距模块怎么使用？ 1612 • 如何用STM32F103ZET6和HC-SR04超声波测距模块给直升机航模测高度呢 1520 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　超声波测距原理　　利用HC-SR04超声波测距模块可以实现比较精确的直线测距，其测距原理图如下：　　　　HC-SR04的一端发出超声波，接触到反射物后反射，被另一个端口接收到，所以只要知道发射和接收的时间差，就可以根据声波传播的速率算出HC-SR04和反射物直接的距离。　　所以实现超声波测距就需要俩个条件：　　发射和接收的时间差　　超声波传输的速率　　HC-SR04工作原理　　HC-SR04模块的电气参数如示：　　　　HC-SR04模块的实物图如示：　　　　有四个引脚：　　Vcc：+5V电源供电　　Trig：输入触发信号（可以触发测距）　　Echo：传出信号回响（可以传回时间差）　　Gnd：接地　　用Trig和Echo引脚实现测距的流程：　　1.通过Trig输出一段至少10us的高电平（脉冲），触发一次测距，超声波在传输的过程中Echo一直输出高电平。　　2.在Trig脉冲输出后，立即检测Echo引脚的电平，测出Echo高电平持续的时间t，t就是超声波在所测距离一个来回所需时间。　　测距时序图如示：　　　　STM32实现驱动　　利用STM32驱动HC-SR04需要做好几个关键点：　　引脚的配置　　时序的控制　　时间差的测量　　下面来分开实现几个关键点　　1.引脚的配置　　HC-SR04四个引脚，Vcc和Gnd直接接在开发板的电源上即可，主要是Trig和Echo引脚的配置，我选择了PB1连接Trig引脚、PB2连接Echo引脚。　　因为要控制Trig输出电平，所以PB1引脚模式是推挽输出GPIO_Mode_Out_PP 　　Echo要检测高电平持续的时间，所以PB2引脚模式是浮空输入GPIO_Mode_IN_FLOATING 　　相关的配置代码如下：　　void SR04_GPIO_Init（ void ）　　{ 　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; 　　RCC_APB2PeriphClockCmd（ Trig_Clock \|Echo_Clock ， ENABLE ）; 　　GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 　　GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = Trig_PIN; 　　GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 　　GPIO_Init（Trig_PORT， &GPIO_InitStruct）; 　　GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 　　GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = Echo_PIN; 　　GPIO_Init（Echo_PORT， &GPIO_InitStruct）; 　　} 　　2.时序控制　　HC-SR04的时序是：先来一段10us的Trig高电平，接着接收一段Echo的高电平，伪代码如下：　　#define Trig_H GPIO_SetBits（GPIOB， GPIO_Pin_1）　　#define Trig_L GPIO_ResetBits（GPIOB， GPIO_Pin_1）　　/* Trig给一个至少10us的高电平，超声波进行一次测距 / 　　Trig_H; 　　Delay_us（ 10 ）; 　　Trig_L; 　　/ 等待Echo高电平 / 　　/ 　　3.时间差测量　　这个是最重要的一步，要测量Echo高电平持续的时间，因为光传播的速率是340m/s，而测距的范围大多是cm级别，所以相应Echo高电平持续的时间也就是us级别的。　　所以，测量时间差的条件就比较苛刻，我是利用SysTick（系统计数器）的原理实现计时的。SysTick计数器原理是对通过SysTick_Config（）函数配置每俩次中断之间的节拍数，也就是俩次中断之间的机器周期，我大概算出了，测出0.1cm距离的Echo高电平时间约为6um，而系统时钟的频率是72MHz，所以配置每俩次中断之间的节拍为432的时候，进入一次中断就代表0.1cm的距离，所以只需要记录进入中断的次数就可以算出距离。通过一个全局变量在中断函数中自增来记录中断次数。SysTick_Config函数源代码如下：　　static __INLINE uint32_t SysTick_Config（uint32_t ticks）　　{ 　　/* 判断ticks 是否超出装填值和重装值的最大值 / 　　if （ticks 》 SysTick_LOAD_RELOAD_Msk） return （1）; 　　/ 配置装载寄存器 / 　　SysTick-》LOAD = （ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk） - 1; 　　/ 配置内核中断的优先级，也是在NVIC中 / 　　NVIC_SetPriority （SysTick_IRQn，（1《《__NVIC_PRIO_BITS） - 1）; 　　/ 加载计数器的值 / 　　/ SysTick-》VAL是当前数值寄存器的值 / 　　SysTick-》VAL = 0; 　　/ CTRL是SysTick控制及状态寄存器：　　CLKSOURCE：位段2 时钟源选择，0=APB/8；1=APB APB即72MHz 　　TICKINT：位段1 当置为1时，计数器递减到0时会产生中断请求；当置为0时无动作　　ENABLE：位段0 使能位，可以启动SysTick定时器/ 　　SysTick-》CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk \| 　　SysTick_CTRL_TICKINT_Msk \| 　　SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; 　　return （0）; 　　} 　　注意：SysTick_Config（）函数执行完就开启了中断，所以必须在Echo为低电平后及时关闭中断，并且将记录中断的变量清零。　　中断函数如示：　　/ 用extern和volatile关键字修饰的全局变量n / 　　extern volatile uint32_t n; 　　void SysTick_Handler（void）　　{ 　　n++; 　　} 　　关闭中断及清零n的代码如下：　　/ 本来的使能位取反 / 　　SysTick-》CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; 　　SysTick-》CTRL寄存器的0位控制着中断的使能，具体情况在之前SysTick的博客中已做详细说明。　　4.如何将距离测出来　　我在main函数中实现了距离的测量，并且通过串口打印函数将距离传到上位机，具体代码如示：　　int main（void）　　{ 　　int i=1，q; 　　float p; 　　/ HC-SR04模块引脚初始化 / 　　SR04_GPIO_Init（）; 　　/ 串口相关配置 / 　　GQ_UART_Config（）; 　　/ 打印调试信息 / 　　printf（“慢漫的测距实验n ”）; 　　while（ 1 ）　　{ 　　/ 每0.5s测一次距离 / 　　Delay_ms（ 500 ）; 　　/ Trig给一个至少10us的高电平，超声波进行一次测距 / 　　Trig_H; 　　Delay_us（ 10 ）; 　　Trig_L; 　　/ 等待Echo高电平 / 　　while（ Echo_Value ！= 1 ）; 　　/ 打开中断，对Echo高电平时间计时 / 　　/ 配置计数器的装载值是726=432，即一次中断6um，正好是超声波的0.1cm，所以中断次数n对应着n0.1cm / 　　/ SysTick_Config（）中已经使能计数器了，所以无需再开启 / 　　SysTick_Config（ 432 ）; 　　/ 等待直到Echo为低电平 / 　　while（Echo_Value == 1）; 　　/ 关闭中断，通过参数n来取得距离参数 / 　　/ 本来的使能位取反 / 　　SysTick-》CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; 　　/ p、q分别是距离的整数部分和小数部分 / 　　p=n/10; 　　q=n%10; 　　/ 打印距离信息 / 　　/ p-50时经过调试的，因为测量的距离和诸多因素有关，这个操作减小了误差 / 　　printf（“第%d次测量为：%.0f.%dcmn”，i，p-50，q）; 　　i++; 　　/ 清零中断记录变量n */ 　　n=0; 　　} 　　}

2021-10-20 10:01:11 评论举报郑尧