基于STM32和HC-SR04模块实现超声波测距功能

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "HCSR04.h"

uint64_t numlen(uint64_t num)//计算数字的长度
{
    uint64_t len = 1;        // 初始长度为1
    for(; num > 9; ++len)    // 判断num是否大于9，否则长度+1
        num /= 10;           // 使用除法进行运算，直到num小于1
    return len;              // 返回长度的值
}

int main(void)
{  
  OLED_Init();    //初始化OLED屏
  Timer_Init();    //初始化定时器
  HC_SR04_Init();    //初始化超声波测距模块
  
  OLED_ShowString(1, 1, "Distance:");    //OLED屏输出字符串
  
  while (1)
  {
    int Distance_mm=sonar_mm();      //获取距离测量结果，单位毫米（mm）    
    int Distance_m=Distance_mm/1000;  //转换为米（m）为单位，将整数部分放入Distance_m
    int Distance_m_p=Distance_mm%1000;  //转换为米（m）为单位，将小数部分放入Distance_m_p
    OLED_Clear_Part(2,1,16);      //将OLDE屏第2行清屏
    OLED_ShowNum(2, 1,Distance_m,numlen(Distance_m));  //显示测量结果的整数部分
    OLED_ShowChar(2, 1+numlen(Distance_m), '.');    //显示小数点
    if(Distance_m_p<100){                //判断是否小于100毫米
      OLED_ShowChar(2, 1+numlen(Distance_m)+1,'0');                //因为单位是米，所以小于10cm时要加0
      OLED_ShowNum(2, 1+numlen(Distance_m)+2,Distance_m_p,numlen(Distance_m_p));  //显示测量结果的小数部分
      OLED_ShowChar(2, 1+numlen(Distance_m)+2+numlen(Distance_m_p), 'm');      //显示单位
    }else                                      // https://blog.zeruns.tech
    {
      OLED_ShowNum(2, 1+numlen(Distance_m)+1,Distance_m_p,numlen(Distance_m_p));  //显示测量结果的小数部分
      OLED_ShowChar(2, 1+numlen(Distance_m)+1+numlen(Distance_m_p), 'm');      //显示单位
    }
    OLED_Clear_Part(3,1,16);      //将OLDE屏第3行清屏
    OLED_ShowNum(3, 1,Distance_mm,numlen(Distance_mm));    //显示单位为毫米的距离结果
    OLED_ShowString(3, 1 + numlen(Distance_mm), "mm");
    Delay_ms(300);            //延时300毫秒
    
  }
}

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
//blog.zeruns.tech
void Timer_Init(void)
{
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);    //启用TIM3时钟

  TIM_InternalClockConfig(TIM3);                //设置TIM3使用内部时钟
  
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;      //定义结构体，配置定时器
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  //设置1分频（不分频）
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //设置计数模式为向上计数
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1;      //设置最大计数值，达到最大值触发更新事件，因为从0开始计数，所以计数10次是10-1,每10微秒触发一次
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;      //设置时钟预分频，72-1就是每 时钟频率(72Mhz)/72=1000000 个时钟周期计数器加1,每1微秒+1
  TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;    //重复计数器（高级定时器才有，所以设置0）
  TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);      //初始化TIM3定时器
  
  TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);      //清除更新中断标志位
  TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);    //开启更新中断
  
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);        //设置中断优先级分组
  
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;            //定义结构体，配置中断优先级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;        //指定中断通道
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //中断使能
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  //设置抢占优先级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;      //设置响应优先级
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                // https://blog.zeruns.tech
  
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);              //开启定时器
}

/*
void TIM3_IRQHandler(void)      //更新中断函数
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET)    //获取TIM3定时器的更新中断标志位
  {
    
    TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);      //清除更新中断标志位
  }
}*/

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H

void Timer_Init(void);

#endif

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"

/*
我的博客：blog.zeruns.tech
具体使用说明请到我博客看
*/


#define Echo GPIO_Pin_6    //HC-SR04模块的Echo脚接GPIOB6
#define Trig GPIO_Pin_5    //HC-SR04模块的Trig脚接GPIOB5

uint64_t time=0;      //声明变量，用来计时
uint64_t time_end=0;    //声明变量，存储回波信号时间

void HC_SR04_Init(void)
{
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);  //启用GPIOB的外设时钟  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;          //定义结构体
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    //设置GPIO口为推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Trig;            //设置GPIO口5
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    //设置GPIO口速度50Mhz
  GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);          //初始化GPIOB
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;      //设置GPIO口为下拉输入模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Echo;            //设置GPIO口6
  GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);          //初始化GPIOB
  GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_5,0);            //输出低电平
  Delay_us(15);                      //延时15微秒
}

int16_t sonar_mm(void)                  //测距并返回单位为毫米的距离结果
{
  uint32_t Distance,Distance_mm = 0;
  GPIO_WriteBit(GPIOB,Trig,1);            //输出高电平
  Delay_us(15);                    //延时15微秒
  GPIO_WriteBit(GPIOB,Trig,0);            //输出低电平
  while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,Echo)==0);    //等待低电平结束
  time=0;                        //计时清零
  while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,Echo)==1);    //等待高电平结束
  time_end=time;                    //记录结束时的时间
  if(time_end/100<38)                  //判断是否小于38毫秒，大于38毫秒的就是超时，直接调到下面返回0
  {
    Distance=(time_end*346)/2;            //计算距离，25°C空气中的音速为346m/s
    Distance_mm=Distance/100;            //因为上面的time_end的单位是10微秒，所以要得出单位为毫米的距离结果，还得除以100
  }
  return Distance_mm;                  //返回测距结果
}

float sonar(void)                    //测距并返回单位为米的距离结果
{
  uint32_t Distance,Distance_mm = 0;
  float Distance_m=0;
  GPIO_WriteBit(GPIOB,Trig,1);          //输出高电平
  Delay_us(15);
  GPIO_WriteBit(GPIOB,Trig,0);          //输出低电平
  while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,Echo)==0);
  time=0;
  while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,Echo)==1);
  time_end=time;
  if(time_end/100<38)
  {
    Distance=(time_end*346)/2;
    Distance_mm=Distance/100;
    Distance_m=Distance_mm/1000;
  }
  return Distance_m;
}

void TIM3_IRQHandler(void)      //更新中断函数，用来计时，每10微秒变量time加1
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET)    //获取TIM3定时器的更新中断标志位
  {
    time++;
    TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);      //清除更新中断标志位
  }
}

#ifndef __HCSR04_H
#define __HCSR04_H

void HC_SR04_Init(void);
int16_t sonar_mm(void);
float sonar(void);

#endif