01 模塊來(lái)源

模塊實(shí)物展示：

02 規(guī)格參數(shù)

工作電壓：3-5.5V

工作電流：5.3MA

感應(yīng)角度：小于15度

探測(cè)距離：2CM-600CM

探測(cè)精度：0.1CM+1%

輸出方式: GPIO

管腳數(shù)量：4 Pin

以上信息見(jiàn)廠家資料文件

03 移植過(guò)程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開(kāi)發(fā)板上【能夠判斷前方障礙物距離的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1 查看資料

只需要在 Trig 管腳（觸發(fā)信號(hào)）輸入一個(gè) 10US 以上的高電平，系統(tǒng)便可發(fā)出 8 個(gè) 40KHZ 的超聲波脈沖，然后檢測(cè)回波信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到回波信號(hào)后，通過(guò) Echo 管腳輸出。根據(jù) Echo 管腳輸出高電平的持續(xù)時(shí)間可以計(jì)算距離值。即距離值為：(高電平時(shí)間*340m/s)/2。

??當(dāng)測(cè)量距離超過(guò) HC-SR04 的測(cè)量范圍時(shí)，仍會(huì)通過(guò) Echo管腳輸出高電平的信號(hào)，高電平的寬度約為 66ms。如圖所示：

測(cè)量周期：當(dāng)接收到 HC-SR04 通過(guò) Echo 管腳輸出的高電平脈沖后，便可進(jìn)行下一次測(cè)量，所以測(cè)量周期取決于測(cè)量距離，當(dāng)距離被測(cè)物體很近時(shí)，Echo 返回的脈沖寬度較窄，測(cè)量周期 就很短；當(dāng)距離被測(cè)物體比較遠(yuǎn)時(shí)，Echo 返回的脈沖寬度較寬，測(cè)量周期也就相應(yīng)的變長(zhǎng)。最壞情況下，被測(cè)物體超出超聲波模塊的測(cè)量范圍，此時(shí) 返回的脈沖寬度最長(zhǎng)，約為 66ms，所以最壞情況下的測(cè)量周期稍大于 66ms 即可（取 70ms 足夠）。

3.2 引腳選擇

接線(xiàn)表

3.3 移植至工程

工程模板參考入門(mén)手冊(cè)的工程模板

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_ultrasonic.c與bsp_ultrasonic.h。這里不再過(guò)多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_ultrasonic.c中，編寫(xiě)如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */


#include "bsp_ultrasonic.h"




unsigned char msHcCount = 0;//ms計(jì)數(shù)
float distance = 0;


/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱(chēng)：bsp_ultrasonic
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：超聲波初始化
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：無(wú)
 * 作       者：LC
 * 備       注：TRIG引腳負(fù)責(zé)發(fā)送超聲波脈沖串
******************************************************************/
void Ultrasonic_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
        BTIM_TimeBaseInitTypeDef BTIM_TimeBaseInitStruct; // 定時(shí)器基本初始化結(jié)構(gòu)體


        RCC_SR04_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘
        RCC_TIMER_ENABLE(); // 使能定時(shí)器時(shí)鐘


        // GPIO配置參數(shù)
        GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_TRIG;
        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽輸出
        GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;


        GPIO_Init(PORT_SR04, &GPIO_InitStructure);




        GPIO_InitStructure.Pins = GPIO_ECHO;
        GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; // 上拉輸入


        GPIO_Init(PORT_SR04, &GPIO_InitStructure);


        // 禁止中斷，以安全地配置NVIC
        __disable_irq();


        // 開(kāi)啟BTIM1中斷，并關(guān)聯(lián)到NVIC
        NVIC_EnableIRQ(TIMER_IRQ);


        // 允許中斷，恢復(fù)中斷狀態(tài)
        __enable_irq();


        // 配置定時(shí)器模式、周期和預(yù)分頻器
        BTIM_TimeBaseInitStruct.BTIM_Mode = BTIM_Mode_TIMER; // 設(shè)置為定時(shí)器模式
        BTIM_TimeBaseInitStruct.BTIM_Period = 1000 - 1;   // 設(shè)置周期，使得定時(shí)器每1ms產(chǎn)生一次溢出中斷
        BTIM_TimeBaseInitStruct.BTIM_Prescaler = BTIM_PRS_DIV64; // 預(yù)分頻器設(shè)置為64，以降低時(shí)鐘頻率


    // 使用上述配置初始化定時(shí)器BTIM1
        BTIM_TimeBaseInit(PORT_TIMER, &BTIM_TimeBaseInitStruct);


        // 使能BTIM1的溢出中斷
        BTIM_ITConfig(PORT_TIMER, BTIM_IT_OV, ENABLE);


//        // 啟動(dòng)定時(shí)器BTIM1
//        BTIM_Cmd(PORT_TIMER, ENABLE);




}
/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱(chēng)：Open_Timer
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：打開(kāi)定時(shí)器
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：無(wú)
 * 作       者：LC
 * 備       注：
******************************************************************/
void Open_Timer(void)
{
    BTIM_SetCounter(PORT_TIMER, 0);   // 清除定時(shí)器計(jì)數(shù)


    msHcCount = 0;


    BTIM_Cmd(PORT_TIMER, ENABLE);   // 使能定時(shí)器
}


/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱(chēng)：Get_TIMER_Count
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：獲取定時(shí)器定時(shí)時(shí)間
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：數(shù)據(jù)
 * 作       者：LC
 * 備       注：
******************************************************************/
uint32_t Get_TIMER_Count(void)
{
    uint32_t time  = 0;
    time   = msHcCount*1000;              // 得到us
    time  += BTIM_GetCounter(PORT_TIMER); // 得到ms


    BTIM_SetCounter(PORT_TIMER, 0);   // 清除定時(shí)器計(jì)數(shù)
    delay_ms(10);
    return time ;
}


/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱(chēng)：Close_Timer
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：關(guān)閉定時(shí)器
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：無(wú)
 * 作       者：LC
 * 備       注：
******************************************************************/
void Close_Timer(void)
{
        BTIM_Cmd(PORT_TIMER, DISABLE);   // 關(guān)閉定時(shí)器
}


/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱(chēng)：TIMER_IRQHandler
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：無(wú)
 * 作       者：LC
 * 備       注：1ms進(jìn)入一次
******************************************************************/
void TIMER_IRQHandler(void)
{
    if (BTIM_GetITStatus(CW_BTIM1, BTIM_IT_OV))   // 檢查定時(shí)器中斷發(fā)生
    {
                msHcCount++;


        BTIM_ClearITPendingBit(PORT_TIMER, BTIM_IT_OV);  // 清除中斷標(biāo)志
    }
}




/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱(chēng)：Hcsr04GetLength
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：獲取測(cè)量距離
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：測(cè)量距離
 * 作       者：LC
 * 備       注：無(wú)
******************************************************************/
float Hcsr04GetLength(void)
{
        /*測(cè)5次數(shù)據(jù)計(jì)算一次平均值*/
        float length = 0;
        float t = 0;
        float sum = 0;
        unsigned int  i = 0;
        while(i != 10)
        {


                SR04_TRIG(1);//trig拉高信號(hào)，發(fā)出高電平
                delay_1us(20);//持續(xù)時(shí)間超過(guò)10us
                SR04_TRIG(0);//trig拉低信號(hào)，發(fā)出低電平
                /*Echo發(fā)出信號(hào) 等待回響信號(hào)*/
                /*輸入方波后，模塊會(huì)自動(dòng)發(fā)射8個(gè)40KHz的聲波，與此同時(shí)回波引腳（echo）端的電平會(huì)由0變?yōu)?；
                （此時(shí)應(yīng)該啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)）；當(dāng)超聲波返回被模塊接收到時(shí)，回波引 腳端的電平會(huì)由1變?yōu)?；
                （此時(shí)應(yīng)該停止定時(shí)器計(jì)數(shù)），定時(shí)器記下的這個(gè)時(shí)間即為
                                                                                超聲波由發(fā)射到返回的總時(shí)長(zhǎng)；*/


                while(SR04_ECHO() == GPIO_Pin_RESET);//echo等待回響


                Open_Timer();   //打開(kāi)定時(shí)器


                i++;


                while(SR04_ECHO() == GPIO_Pin_SET);


                Close_Timer();   // 關(guān)閉定時(shí)器


                t = Get_TIMER_Count();   // 獲取時(shí)間,分辨率為1us
                length = (float)t / 58.0f;   // cm
                sum += length;
        }


        length = sum/10;//五次平均值
        distance = length;
        return length;
}

?

在文件bsp_ultrasonic.h中，編寫(xiě)如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */
#ifndef _BSP_ULTRASONIC_H_
#define _BSP_ULTRASONIC_H_


#include "board.h"


#define RCC_SR04_ENABLE()     __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()


#define PORT_SR04             CW_GPIOA


#define GPIO_TRIG             GPIO_PIN_1
#define GPIO_ECHO             GPIO_PIN_2


#define RCC_TIMER_ENABLE()    __RCC_BTIM_CLK_ENABLE()
#define PORT_TIMER            CW_BTIM1


#define TIMER_IRQ             BTIM1_IRQn
#define TIMER_IRQHandler      BTIM1_IRQHandler


#define SR04_TRIG(x)          GPIO_WritePin( PORT_SR04, GPIO_TRIG, x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET)
#define SR04_ECHO()           GPIO_ReadPin( PORT_SR04, GPIO_ECHO )


void Ultrasonic_Init(void);//超聲波初始化
float Hcsr04GetLength(void );//獲取超聲波測(cè)距的距離


#endif

?04 移植驗(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫(xiě)如下。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_ultrasonic.h"


int32_t main(void)
{
    board_init();        // 開(kāi)發(fā)板初始化


    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200


    Ultrasonic_Init();
    printf("Start.......
");


    while(1)
    {
        printf((const char *)"距離為 = %.2fCM
",Hcsr04GetLength() );
        delay_ms(500);
    }
}

移植現(xiàn)象：距離20CM處擺放障礙物，輸出換算后的實(shí)際距離。