本項(xiàng)目通過(guò)HC-SR04超聲波傳感器和STM32F411開(kāi)發(fā)板，以精確到cm的精度測(cè)量目標(biāo)物體的距離。項(xiàng)目BOM表如下：

STM32F411RE開(kāi)發(fā)板 x1

HC-SR04超聲波傳感器 x1

跳線 若干

其中，HC-SR04超聲波傳感器可以0.3cm精度讀取2-400cm范圍距離，而且超聲波發(fā)射器和接收器組合在一起，適合大多數(shù)個(gè)人愛(ài)好項(xiàng)目。主要性能包括：

工作電源：5VDC

工作電流：15mA

工作頻率：40KHz

最大距離：4m

最小距離：2cm

測(cè)量角度：15度

分辨率：0.3cm

觸發(fā)輸入信號(hào)：10uS TTL脈沖

回升輸出信號(hào)：TTL脈沖，與測(cè)量成距離成正比

?

當(dāng)傳感器接收到一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，就發(fā)出一個(gè)40KHz突發(fā)信號(hào)。該信號(hào)通過(guò)空氣傳播，在撞到目標(biāo)物體后返回傳感器，再由傳感器根據(jù)一定算法得出被測(cè)物體的距離。

HC-SR04傳感器與STM32的連接電路比較簡(jiǎn)單，傳感器Vcc與STM32板的5V連接，兩個(gè)板子的GND引腳連接，傳感器的Trig 引腳與開(kāi)發(fā)板的A0 (PA0) 連接，echo引腳與開(kāi)發(fā)板的A1 (PA1)引腳連接。

按照上述電路圖連接妥當(dāng)后，將以下代碼上傳到Arduino IDE。

#include "stm32f4xx.h"

// Device header

//macros for trigger pin

#define Trig_high GPIOA->BSRR=GPIO_BSRR_BS_0 // turn on PA0 (trig pin)

#define Trig_low GPIOA->BSRR=GPIO_BSRR_BR_0 // turn off PA0 (trig pin)

?

uint32_t duration;

float distance;

//prototypes of the used function

void delaymS(uint32_t ms);

void delayuS(uint32_t us);

uint32_t read_echo(uint32_t timeout);

?

int main(void)

?

{

RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN; //enable GPIOA Clock

GPIOA->MODER |= (1<<0); //set PA0 to Output

//configure Timer1 to generate micorseconds delay

RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_TIM1EN; /*Enable TIM3 clock*/

TIM1->PSC = 16 -1; /* 16 000 000 /16 = 1000 000*/

TIM1->ARR = 1; /* 1000 000 /1 = 1000000*/

TIM1->CNT =0;

TIM1->CR1 =1;

while(1)

{

Trig_low; //turn off trig

delayuS(10); //wait 4uS

Trig_high; //turn on trig

delayuS(10);

Trig_low;

duration=read_echo(400000); //measure the time of echo pin

distance=duration/58; //distance=duration/2*SOUND_SPEED

delaymS(1000); //delay for 1 second between each read

}

?

}

?

void delaymS(uint32_t ms) //delay for certain amount in milliseconds

{

SysTick->LOAD=16000-1;

SysTick->VAL=0;

SysTick->CTRL=0x5;

for (int i=0;i;i++)<>

{

while(!(SysTick->CTRL &0x10000)){}

}

SysTick->CTRL=0;

}

void delayuS(uint32_t us) //delay for certain amount in microseconds

{

for(int i =0;i;i++){<>

while(!(TIM1->SR & 1)){} /*wait for UIF set*/

TIM1->SR &= ~1;

}

}

uint32_t read_echo(uint32_t timeout)

{

uint32_t duration;

while(!((GPIOA->IDR)&GPIO_IDR_ID1)){duration++;delayuS(1);

if(duration>timeout){return 0;}

}

duration=0;

while((GPIOA->IDR&GPIO_IDR_ID1)){duration++;delayuS(1);if(duration>timeout){return 0;} }

return duration;

}

如果一切正常，就可以開(kāi)始測(cè)量物體的距離了，可通過(guò)serial monitor觀測(cè)結(jié)果。如果為了方便攜帶，也可連接OLED之類(lèi)的顯示器件。