基于STM32F030+FT1610FF1高精度超声波测距模块测距教程及参考程序等开源分享

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硬件说明：

    2脚、3脚：需要接4.7到10K上拉电阻到3.3V或5V电源   

特性：  

极简的设计；
8 y$ [( h3 K" {/ S* v! m. f4 t3 A 极轻的重量；
极高的测量灵敏度；
极低的消耗电流；
' M) U+ W% l, t; U, W" g7 Q2 W 接口ESD保护；
8 Z' W+ V5 b' A: y, p3 s1 e5 | 偏捷的安装及使用方式；
有效测量距离3cm-1.5m（其它距离范围可定制）；
5 G9 p1 M9 v% c) k

支持3到5V宽电压，默认采用IO通信方式（默认IO通讯），接口兼容IIC、UART通信、485通信；

3 R- O/ W- t7 W! [$ D3 v' [

//定时器输入捕获中断处理回调函数，该函数在HAL_TIM_IRQHandler中会被调用
5 z% T$ r, K! @void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if((TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)
    {
: g" S; p& p. r. |, j; N% m" i        if(TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X40)           
            {               
/ |1 T" `" T% \  q                TIM3CH2_CAPTURE_STA|=0X80;     
) m1 h  |# e- \  c" F2 X# b                TIM3CH2_CAPTURE_VAL=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim3,TIM_CHANNEL_2);
  H3 L/ i. R7 l4 e) V0 ]$ f                long long temp=0;
                                                                float distance=0.0;
( g# D: S' ?. k6 X' w+ |& z                temp=TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X3F;
                temp*=0XFFFF;              
                temp+=TIM3CH2_CAPTURE_VAL;   
                temp=(temp*100)/58;
  Y' b, j) z# b& [                                                                distance=(float)temp/100;
0 N* o! l6 c' K, D( d# F                printf("Goal distence:%.2lf cm\r\n",distance);
( M) e8 Z1 e9 Q$ z9 E. Q$ `  n                __HAL_TIM_DISABLE(&htim3);      
" v" C# c# f% q            }
        else                              
            {
% a! s) I- \. x. l' W/ f                TIM3CH2_CAPTURE_STA=0;         
7 k; ?& t7 m" [! E# {7 Q  }( ~                TIM3CH2_CAPTURE_VAL=0;
2 \( N6 A. q6 N- r& _3 x+ I% Q                TIM3CH2_CAPTURE_STA|=0X40;   
                __HAL_TIM_DISABLE(&htim3);      
' [6 V7 ^+ V7 u! R                __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);
; b: M( o; G7 R" L3 X                TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim3,TIM_CHANNEL_2);  
% T9 g& g2 s7 G+ H9 W                TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim3,TIM_CHANNEL_2, TIM_ICPOLARITY_FALLING);         
- ]" y) j4 ]6 E& L                                                }      
6 u/ j' e! C% F( Y8 b                        }
}
' v3 A' i& @" P4 ?8 j! a

然后在main函数中添加定时器中断使能和捕获使能函数，及测试需要的功能代码，main函数如下
2 K" d# F# w. `) Qint main(void)
0 B  g% {7 O3 N) L7 p/ X{

  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
( Z6 P6 t' y% h; @5 N: i" ~  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
+ ~  s0 D6 G; ~) F  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
        __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim3,TIM_IT_UPDATE);
        HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3,TIM_CHANNEL_2);
5 C* w8 ]1 j5 W' ]8 V* K7 \, L  while (1)
  {
8 s6 W; c6 G/ t( u                Measure_Start();
' V. N. s: u8 ^% R                 if(TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X80)        
                {
                                __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);
- q6 K. H, j* V$ r- K. r7 F: w                                TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim3,TIM_CHANNEL_2);
                                TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim3,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_RISING);
# l9 w% y2 K* J; y/ H' ~                                __HAL_TIM_ENABLE(&htim3);
; _( x* i& q! M/ R                                TIM3CH2_CAPTURE_STA=0;
1 W# Z! B( z: Z, D5 O8 R                }
- \. c0 O  q& y! l! K                HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port,LD2_Pin);
                HAL_Delay(1000);
! u% r0 M% n' F3 r: H. R
6 v  K! e( Y. F/ e2 P" q8 u  }
9 G" a) W" c; C7 |% H9 U4 N/ C}

中断服务函数：
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{

7 j& Q; e% R" A- l& V    if((TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)
    {
: j6 K* c% ^2 m2 ~! L7 m            if(TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X40)
) H7 y; H) y0 V            {
                if((TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)
                {
                    TIM3CH2_CAPTURE_STA|=0X80;     
* N, Z+ F0 P* k2 Q                    TIM3CH2_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
                }
                else TIM3CH2_CAPTURE_STA++;
& G, T) Q) y; v) F            }   
% Q8 p7 B1 N* E3 \8 ~! E    }      
}
' q! Y/ f, `1 n$ a2 f. @

& [9 o% d8 X: W, J8 L
4 |2 l1 Q: z- n! P
5 {' h6 F- q( L" C, \5 C) }
1 z1 S$ y1 }: x

" F. Q2 H+ b, }. H6 W' N. a

基于STM32F030+FT1610FF1高精度超声波测距模块测距教程

      学习板卡需求：官方NUCLEO-F030R8或自制NUCLEO-DG板卡和FT1610FF1超声波，杜邦线4根；板卡连接如图：

+ H: m: R* t' w- x6 b" \3 J4 b

配置和连接方式
                NUC_LEO-DG-------------- FT1610FF1
$ {. D- \3 @, t. G6 ~  Y                        PB3------------------------------T/SDA/TX
$ t3 w4 C! j! C! J1 ^                        PB5------------------------------E/SCL/RX
( c9 I2 L; F+ w  K                        5V/3V----------------------------VCC
                        GND-----------------------------GND
3 g9 W- c1 v4 Z% t$ T4 Q

USART2串口通信引脚PA2、PA3和LED2的指示灯引脚PA5，基本的Cube配置不做介绍，主要为我们需要通过PB5读取IO的高电平持续时间，这里用到的是定时器的输入捕获功能，具体的Cube配置如下图所示：

8 I" C" K8 ^, K7 r- X
( g) L" t% u' t, |/ F4 F: G

1 Z% }- q1 B3 y% C然后再NVICSetings中选上TIM3 global interrupt，入下图：
! J! `0 v- @. v% L8 ^
# b# {% A* P, V: |& a+ p8 D: F0 `
  \2 r4 ]8 t2 \( r- |4 p
* M+ I; J7 {+ j/ ]) ]0 a

然后把串口和LED输出配置好后生成MDK代码，编译无错误后添加需要的相关代码，主要缺少的代码为TIM3输入捕获的中断服务函数和串口通信的重定向函数，这里需要添加两个对应的全局变量，代码如下：
全局变量：
, f& S! Y# U% m1 J! @. Z  \8 O" Kuint8_t  TIM3CH2_CAPTURE_STA=0;                               
uint32_t        TIM3CH2_CAPTURE_VAL;

串口重定向函数为（需要包含对应的stdio.h头文件）
, M2 Y  f( t) A* o4 Uint fputc(int ch,FILE *f)
4 `- ~! m8 r6 l) H( z' u{
: u( J0 K  W- i! A) i5 r6 `5 @2 [        while(0==(USART2->ISR&0x40));
: F8 l8 L6 d7 s        USART2->TDR=ch;
8 ]) Y1 T. T( F+ t& x        return ch;
       
3 t7 ]: P5 u) |9 g1 O4 G, L}

其中Measur_Start()函数为触发超声波模块测量开始的TTL信号，代码如下
% W+ u6 m  Z! Wvoid Measure_Start(void)
* g- L, G1 C" A" D+ V+ ~1 j& ~{
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);
) v' c0 o. ]2 q9 l7 S& G9 Q                HAL_Delay(1);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
" \) M; d* |: c  u3 J: t  ^1 p}

这一部分参照模块IO通信模式的时序图可知，模块通信模式设置如下图：

; L9 E" L1 j4 A3 x. W2 \

代码添加后，烧录到板卡，然后打开串口通信助手，打开串口后就可以看到模块测试的数据如下图
$ u/ c  q+ c2 D/ R( o. I# w8 f0 D

6 D& E/ [$ p: _- I5 g
; T1 D7 Q/ W7 h2 V3 h9 c/ [% \3 b

:P:P:P:P:P:P:P