【年中粉丝节】+超声波距离传感器

今天分享下板子上比较大的传感器，就是超声波距离传感器。使用超声波距离传感器就比较简单了。

首先看下超声波测距传感器的原理，一端发射声波，当声波被物体阻挡就会反射回来。被接收端收到，只要我们算好这中间的时间差，加上声音传播速度就能算出距离，有如下公式：

原理图是这样的比较负责了，用了一个555定时器产生38Khz的方波，接收端其实是使用了一个CX20106A的红外解码芯片，其实这样是频率对上了，之后是为了程序方便，初始化一个定时器中断，每10US中断一次，然后把接收端也放一个中断，这样，开始发射时计数清空，然后定时器中断计数，这样来算时间，之后通过IO中断，来判断接收到了。在根据上面公式就能算出距离了。

1. void Ultrasonic_Port()
3. {
7.        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
9.         
11.        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
13.        RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
15.   //改变指定管脚的映射  GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable  JTAG-DP 失能 + SW-DP使能
17.    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
21.        //PB6-SCL  PC2-ADDR
23.        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15; //PA15
25.        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
27.        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //复用推挽输出
29.        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
31.       
33.        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
35.        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
37.        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
39.        GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
41. }
47. void Ultrasonic_TIM(uint16_t arr,uint16_t psc)
49. {
51.       
53.        TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
55.        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
59.        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
61.       
63.        //定时器TIM3初始化
65.        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
67.        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
69.        //TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
71.        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
73.        TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
77.        //中断优先级NVIC设置
79.        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中断
81.        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先占优先级0级
83.        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 8;  //从优先级3级
85.        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
87.        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器
91.        TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断
93.        TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);  //使能TIMx         
95. }
99. void Ultrasonic_EXTI()
101. {
103.        EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
105.       NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
107.       
109.        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
111.       
113.       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //使能复用功能时钟
117.     //GPIOE.2 中断线以及中断初始化配置   下降沿触发
119.       GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource8);
123.       EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line8;    //KEY2
125.       EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;   
127.       EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
129.       EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
131.       EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);           //根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
133.       
135.        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;                  //使能按键KEY2所在的外部中断通道
137.       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级2，
139.       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 7;                                  //子优先级2
141.       NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                      //使能外部中断通道
143.       NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
147. }
151. void Ultrasonic_Init()
153. {
155.        Ultrasonic_Port();
157.        Ultrasonic_TIM(9,71);//10us
159.        Ultrasonic_EXTI();
161. }
167. //超声波测距
169. void Ultrasonic_Ranging()
171. {
173.     INC = 1;               //关发射         
175.        delay_us(3);
177.     INC = 0;
181.        TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
183.        //EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);
185.        TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
187.       
189.     Ultrasonic_Num  = 0;                // 定时器清零
193.        delay_ms(30);               //等待一段时间，等待发送超声波控制信号
195.        INC = 1;
197.        delay_ms(5);
199. }
203. //定时器3中断服务程序
205. void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中断
207. {
209.        if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET)  //检查TIM3更新中断发生与否
211.        {
213.               Ultrasonic_Num++;
215.        }
217.        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);  //清除TIMx更新中断标志
219. }
223. //外部中断2服务程序
225. void EXTI9_5_IRQHandler(void)
227. {
229.        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8) == SET)
231.        {
233.               if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_8) == RESET)
235.               {     
237.                      TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);
239.                      Ultrasonic_Value = Ultrasonic_Num;
241.                      Ultrasonic_Value =(float)Ultrasonic_Value*1.73;       // 计算距离定时10us，S=Vt/2（减2是误差补尝）
243.                      dis = (uint16_t)Ultrasonic_Value;
245.               }
247.               EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8);
249.        }              
251. }

复制代码

实际测算还是会有点误差的。