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；
& g1 X$ n* [; p" m 极轻的重量；
2 d! i% z, x+ | 极高的测量灵敏度；
) L1 h/ a5 a' ?( e# v/ F 极低的消耗电流；
接口ESD保护；
9 b( p/ S! s5 E- ?- M 偏捷的安装及使用方式；
5 G) `8 C$ c: \3 a5 t; r" o 有效测量距离3cm-1.5m（其它距离范围可定制）；

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；

+ O6 \, I- S9 \+ o$ W% E
# ]: a/ h1 V- h4 S. S& m

//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
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
" b+ e3 Q. O# z+ s    if((TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)
: M) n* N3 k0 J    {
9 x' K9 v% ^! r2 W! L( W        if(TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X40)           
- ~* V6 l& A" D, `$ D2 a            {               
                TIM3CH2_CAPTURE_STA|=0X80;     
4 i6 _3 M( l$ M* ]. u8 B                TIM3CH2_CAPTURE_VAL=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim3,TIM_CHANNEL_2);
3 S6 p! y; ]: [3 ]+ H# @& G5 c                long long temp=0;
! L4 m" u) ]5 l                                                                float distance=0.0;
9 |( P$ \6 n. }" P7 y                temp=TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X3F;
                temp*=0XFFFF;              
                temp+=TIM3CH2_CAPTURE_VAL;   
6 J! x, w" J# b: E* f$ }" a                temp=(temp*100)/58;
                                                                distance=(float)temp/100;
                printf("Goal distence:%.2lf cm\r\n",distance);
                __HAL_TIM_DISABLE(&htim3);      
1 E) v8 T" q( [* f, K0 ~3 b. L% N            }
( X. I. d8 T, [- f: _: v        else                              
            {
9 _$ _* s8 Q% t& G                TIM3CH2_CAPTURE_STA=0;         
9 z4 i3 n2 Y+ `6 p+ x0 }( m                TIM3CH2_CAPTURE_VAL=0;
                TIM3CH2_CAPTURE_STA|=0X40;   
                __HAL_TIM_DISABLE(&htim3);      
% k+ [- v6 i, ^/ j; }                __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);
                TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim3,TIM_CHANNEL_2);  
                TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim3,TIM_CHANNEL_2, TIM_ICPOLARITY_FALLING);         
                                                }      
                        }
}
" f& g. W" e+ j& a$ P

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
8 h& |! H/ E3 ~8 }( ?9 a8 Hint main(void)
{

  HAL_Init();
" G1 |  M' P4 f6 [5 J; [. r$ n  ^  SystemClock_Config();
, O& T, f7 F7 g3 M) G  MX_GPIO_Init();
) b5 |" u; z. O9 {: B  MX_DMA_Init();
4 T: y- |) {3 }$ v+ o3 D% p  MX_USART2_UART_Init();
  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
        __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim3,TIM_IT_UPDATE);
        HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3,TIM_CHANNEL_2);
  while (1)
# m9 Z1 L( V7 ^, N* Z: e" p  {
                Measure_Start();
) n5 z0 ]5 @3 m+ }0 i  D( ?: d' s  ~                 if(TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X80)        
                {
2 d8 X, q6 I2 d* A, ?                                __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);
                                TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim3,TIM_CHANNEL_2);
                                TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim3,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_RISING);
* Y' _2 I8 A' @& {4 Z/ @" r% V9 z                                __HAL_TIM_ENABLE(&htim3);
; |  I) @# |  h                                TIM3CH2_CAPTURE_STA=0;
                }
- u6 T0 c! m) L& F+ l) D                HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port,LD2_Pin);
; f0 u4 r8 \2 ~+ L  e% `+ P& H3 j                HAL_Delay(1000);

  }
}

中断服务函数：
! b9 u. i: A. n( e: d" Mvoid HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
% H: d7 S- M) {, d+ v1 u8 `{
0 i% F4 R0 q5 ~( F8 @+ p$ a. |1 D
% E6 r% @( \; v7 c    if((TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X80)==0)
! y* o( v$ H. z" |9 G    {
            if(TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X40)
            {
                if((TIM3CH2_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)
4 u5 K9 G" i7 P# M0 O& K                {
                    TIM3CH2_CAPTURE_STA|=0X80;     
                    TIM3CH2_CAPTURE_VAL=0XFFFF;
                }
  W( s9 i" S( R" j8 Q& ?6 x                else TIM3CH2_CAPTURE_STA++;
            }   
    }      
}

  _1 P) j2 h6 N2 s7 O! W
3 y" ]' A6 I! A, p: v. N
9 c& q. I' p4 k, n$ Z) c
% S3 t* ]3 {) G5 D
8 L. L  I. F; D; y- R0 z1 C1 a

2 l; i6 K( w7 n$ f* G' ?# }

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：

, M, ^) x( x0 p7 O& E$ |2 K0 C6 F$ K

" B: ?1 s" r5 O  G1 j8 |% j

配置和连接方式
                NUC_LEO-DG-------------- FT1610FF1
                        PB3------------------------------T/SDA/TX
. \* b+ _; k! H1 X                        PB5------------------------------E/SCL/RX
                        5V/3V----------------------------VCC
                        GND-----------------------------GND

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：
% k7 X, ~1 w  \6 A; ^

" k8 [  `- P6 ]9 ^  t1 `# ?! d5 C3 P; ^然后再NVICSetings中选上TIM3 global interrupt，入下图：



- @$ F0 F5 V6 ?

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：
( ?3 P3 y5 W1 ]8 W' `: n: uuint8_t  TIM3CH2_CAPTURE_STA=0;                               
, X5 N3 e' d3 luint32_t        TIM3CH2_CAPTURE_VAL;

串口重定向函数为（需要包含对应的stdio.h头文件）
int fputc(int ch,FILE *f)
8 {+ G* Z* K' V2 g, I{
        while(0==(USART2->ISR&0x40));
* L7 Y) k: d3 A9 Z- {1 p9 M4 e& A        USART2->TDR=ch;
        return ch;
       
}
2 H* R0 S' s+ ?

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
- }# ~& j, a* H5 E0 lvoid Measure_Start(void)
{
! N9 K$ ^  a; O: R        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);
                HAL_Delay(1);
- t; n6 I7 o# h0 z: B# ~, B7 o0 j  THAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
, k* |5 T& h4 v( d9 o0 Z! b}
% q) c; n# {: B) G/ e- F. }1 l# r# x

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：

8 \" e  V% G# _, k2 L. L9 C; h5 a( y

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

/ S, F1 F" W# R& P  m
/ L  i3 Z/ S& y- E. M0 B$ f' J
" @1 r8 k/ E: X. d; x

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