前言
我在上一篇文章中驱动了HC-SR501红外人体传感模块，但在测试过程中发现，这个模块的热释电探头过于灵敏了，甚至有的时候往上哈气，会因为检测到类似于人体的温度而误判为感应到人体，所以为了减少误判概率，我打算再添加一个测距模块，在红外感应到人体时，再次判断人体与传感器的距离，在满足预设的距离范围时，才确定有人体接近，进行后续操作。
一、模块简介
HC-SR501红外人体感应模块资料介绍：
探究人体红外传感器HC-SR501

HC-SR04超声波测距模块资料介绍：
. k' [  P+ o; T. F! O: V9 l
2 ^# v3 t' M: q( @# ~

. a. y0 Y4 p3 @$ a" ~! @

1 C( c7 i. b! T, H% T工作原理：

3 ]6 Q4 a& q+ I/ Y
( A+ _5 r9 j7 E9 @9 Z6 V: r: R6 R

8 w' U* h" d) x3 b6 f
简而言之：
给Trig一个10μS以上的高电平,模块开始工作，模块内自动发送八个40khz方波，并自主检测是否有电波返回。此时需要检测Echo处的电平，当为高电平的时候记一个时间；当Echo出为低电平的时候再记一个时间，这两个时间的差就是高电平持续的时间，最后用测距公式进行计算。
, x% B. E1 f1 r0 T( O, ^$ q
: k( r/ a( w# }5 o7 U二、配置CubeMX
0 y6 P8 M0 M4 Y1 t- i2 x1、新建工程;
2、配置时钟源，在RCC里面的HSE配置的是晶振时钟;
3、配置程序烧录引脚SYS为SWD模式;
5 B. P9 n; P3 G1 Z  q: d4、配置GPIO输出口，配置一个LED灯（我的板子是PC13），起到检测到人体时的指示作用;
5、配置GPIO输入口，用来读取HC-SR501模块的输出电平，我选的是PA1口;
, H# R  H6 v4 r$ f8 D6、配置GPIO输入口，用来检测HC-SR04超声波测距模块的回响信号输出，我选择PB5口，命名为HC_SR04_Echo_Pin;
0 }5 a( Y# q/ L4 e( S: C2 S* M7、配置GPIO输出口，用来触发HC-SR04超声波测距模块，我选择PB4口，命名为HC_SR04_Trig_Pin;
* j; X- t% |! t: T- r8、使能定时器，用来实现微秒延时，和测量HC-SR04模块高电平时间，我选择TIM2，并使能TIM2中断;

+ F/ ^5 K. K/ p* q0 z, r8 J0 w5 M
0 g+ W  j1 s7 `: v/ i! ?& a
; }) ^" \2 ]+ STIM2挂载在APB1，时钟来源频率为36MHz，故取预分频系数PSC=36-1，计数周期Counter设为60000-1。即此时定时器频率为36M/36=1MHz，每60ms进一次中断，60000μs对应实际测距范围大概为10m，远远超过我的需求。
1 T0 J% ~2 ~6 M" R% R$ ~0 G' K0 E

! l/ ~( ?1 i) J7 L7 @2 J


7 q) Z5 U/ s; q* _9、配置串口收发引脚;
1 X  ]$ C' M; f7 K* n; A+ j3 v10、配置时钟树，我还是开到最高的72MHz;
11、进行项目设置，最后生成代码，CubeMX部分就大功告成了



三、硬件连线部分
: ~4 V% ]  w( h* e5 U! A$ BCH340 ↔ STM32F103C8T6最小系统板：
 TX    ↔        RX
 RX    ↔        TX
6 L9 S/ f, x, o$ Z' s+ b3 [* O
DAP-LINK ↔ STM32F103C8T6最小系统板
  3.3V    ↔         VCC
  GND    ↔         GND
  SWIO   ↔         SWIO
 SWCLK  ↔        SWCLK

' l. @+ _; E4 A7 H7 A4 ?$ wHC-SR501模块 ↔ STM32F103C8T6最小系统板
    OUT      ↔           PA1
. j. v7 K8 |9 o, C! ~    GND      ↔           GND

HC-SR501模块 ↔ DAP-LINK （这里注意模块供电范围为4.5V-20V，用3.3V无法驱动）
     VCC     ↔    5V

: G4 q% z' P. r; p1 ~HC-SR04模块   ↔  CH340
1 e/ f( ^% J* c& V" }1 A: \4 e6 \     VCC      ↔    5V
2 a6 \( N# b; l/ S
HC-SR04模块   ↔ STM32F103C8T6最小系统板
  J! Y/ O0 A$ ]1 U     Trig       ↔          PB4
0 Z& f9 b6 v3 a     Echo      ↔          PB5
     GND      ↔          GND
0 h; K' p) U; i0 e# t* |9 H
四、逻辑代码部分
$ J  ?4 ^/ X9 Q% T5 `代码框架是基于上一篇HC-SR501红外人体感应模块修改而成的，想要完整代码的话可以和上篇文章一起看。
. q* ^+ w# a9 E& o8 o$ }( f
6 D, b; l$ t" H8 iHC_SR04.c

1. #include "main.h"
   
2. #include "HC_SR04.h"
   8 u2 ]; M! @, s- t4 T% v. O3 c
3. #include "stm32f1xx_hal.h"
   
4. #include "stm32f1xx_it.h"
   ' _4 r+ W  ?# k9 B. K6 `  ~
5. 
   
6. static float distance_result;
   8 o/ F4 [/ a/ B9 [& P7 h8 k
7. /*
   
8. *********************************************************
   
9. 函数原型：void Delay_us(uint16_t time)
   4 E$ U! i; W& `/ p) z& U
10. 函数输入：无符号整形
    
11. 函数输出：无
    # d1 t; b6 p- n2 S2 u" h* K
12. 函数功能：利用定时器实现微秒级延时
    ( z: U4 C9 d# K1 ?3 [
13. *********************************************************
    + V. Q# D% ?0 W( @/ E2 i; U
14. */
    0 W) A# k$ g8 N$ {
15. void Delay_us(uint16_t time)
    
16. {
    
17.         uint16_t a1=TIM2->CNT;
    . Z4 T# J) K& G: C+ A5 m( r
18.         while(TIM2->CNT-a1<time);
    
19. }
    
20. /*
    8 |* V$ y  z% q* k+ x
21. *********************************************************
    
22. 函数原型：void HC_SR04_startrange(void)
    
23. 函数输入：无
    1 X# ^% }6 P& D9 s
24. 函数输出：无
    
25. 函数功能：从trig引脚生成一个不小于10us的高电平触发测距，触发后模块自动产生8个40kHz方波，自动检测是否有信号返回
    - Y* o$ R) C1 X, J* c! t7 c! N' ?
26. *********************************************************
    ) T0 f2 U: X# v4 ?! b1 r# Q
27. */
    8 D9 O: [  l9 X$ u" K3 Q+ s
28. void HC_SR04_startrange(void)
    
29. {
    % t6 w5 H7 ^- i& ~) ^% A, b
30.         HAL_GPIO_WritePin(HC_SR04_Trig_GPIO_Port,HC_SR04_Trig_Pin,GPIO_PIN_SET);
    6 s! V& Q$ M! q
31.         //HAL_Delay(5);
    
32.         Delay_us(10);
    
33.         HAL_GPIO_WritePin(HC_SR04_Trig_GPIO_Port,HC_SR04_Trig_Pin,GPIO_PIN_RESET);
    , N+ ^; U3 D$ e! b
34.         
    : u+ B: C9 I4 C7 d
35. }
    
36. /*
    
37. *********************************************************
    
38. 函数原型：uint16_t HC_SR04_gettime(void)
    
39. 函数输入：无
    
40. 函数输出：无符号整型
    1 b+ W5 l3 X" D( \% ?# l9 ^
41. 函数功能：通过定时器获取当前时间
    1 w: \' Q. D; G1 Q% U# P3 Q( Z$ H; f
42. *********************************************************
    
43. */
    
44. uint16_t HC_SR04_gettime(void)
    
45. {
    7 Y4 o$ j- p% e8 H3 w! `0 s7 v
46.         uint32_t a;
    
47.         a=TIM2->CNT;
    3 {8 J5 z8 A' t+ @: G/ J. @
48.         return a;
    ( C4 s' z( e+ |4 I
49. }
    
50. /*
    
51. *********************************************************
    2 A9 X  V# |# t
52. 函数原型：float HC_SR04_getdistance(void)
    : Z$ }# ]2 E+ k
53. 函数输入：无
    
54. 函数输出：浮点型
    2 s/ f+ Z: i' i9 i
55. 函数功能：获取与目标之间的距离
    
56. *********************************************************
    
57. */
    # h+ S; `: y% C0 @9 f
58. float HC_SR04_getdistance(void)
    
59. {   
    
60.         uint16_t time_node1;
    
61.          uint16_t time_node2;
    
62.           uint16_t measure;
    
63.         
    
64.   HC_SR04_startrange();
    
65.         
    
66.         TIM2->CNT = 0;
    6 F) n" T9 E3 f# i8 J
67.         
    
68.         //有信号返回则通过IO口Echo输出高电平，高电平持续时间即为超声波从发射到返回的时间，测试距离=（ 高电平时间*声速(340m/s) ）/ 2
    5 W/ f) g' t( A9 _, R! c1 k8 |* V
69.           while(HAL_GPIO_ReadPin(HC_SR04_Echo_GPIO_Port,HC_SR04_Echo_Pin)==RESET);
      I( V  Q2 ]6 E) W
70.         time_node1=HC_SR04_gettime();
    
71.         
    
72.         while(HAL_GPIO_ReadPin(HC_SR04_Echo_GPIO_Port,HC_SR04_Echo_Pin)==SET);
    
73.         time_node2=HC_SR04_gettime();
    5 R7 e: T) m+ A
74.         
    
75.         measure=time_node2-time_node1;
    / X6 n8 w) }- N/ b1 V
76.         
    ; @8 R7 N3 S* e7 Y, \
77.         distance_result = measure * 17.0/1000;//距离=计数差值(us) / 1000000 * 340(m/s) * 100 / 2 = measure * 17/1000
    2 ?1 E, [' I% J& c9 G* x
78. 
    6 c: N& g; L  |9 C. K3 W: ^/ G
79.   return distance_result;
    6 Z' Q4 \4 Z  I" b% G2 r& @0 w
80. }

复制代码

HC_SR04.h
4 _; \! C. k1 Y1 r# D

1. #ifndef _HC_SR04_H_
   % T' S( F# Y( v5 c& I$ C" ~% u
2. #define _HC_SR04_H_
   
3. void Delay_us(uint16_t time);
   
4. void HC_SR04_startrange(void);
   & x3 g2 u* ]; ~  S
5. float HC_SR04_getdistance(void);
   
6. uint16_t HC_SR04_gettime(void);
   & K* r; `( S& t- }9 a  j/ c
7. #endif

复制代码

( K& m: f; b+ T! T" ~- _main.c
2 d, K8 o7 n' T3 i" e

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   : T6 r6 S8 y+ o& a' G
2.         HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
   2 m& p8 Y; w) m$ X
3.   /* USER CODE END 2 */

复制代码

1. while (1)
   
2.   {
   ( Q9 N* D- N" h, X/ o/ p
3.     /* USER CODE END WHILE */
   
4. 
   
5.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   3 s5 z. w9 L9 c  ?3 M
6.                 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1) == 1)
     {6 r! l$ ^. W" W0 z- i! x
7.                 {
   1 J% q6 j3 ~  h; Z
8.                         //HAL_Delay(50);
   + M& s4 n( z6 ]+ j5 P; B0 k
9.                         HC_SR04_distance=HC_SR04_getdistance();
   7 P4 y+ u2 e8 E( n. A0 I8 S
10.                         HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_RESET);//灭灯
    
11.                         printf("有人,目前距离为：%.2f cm\r\n",HC_SR04_distance);
    4 V5 z! Z: {5 r9 Z! {1 L
12.                         HAL_Delay(100);
    
13.                 }
    6 b8 E5 t" v, j# D" @
14. 
    
15.                 else  
    ! R4 e! K( ]* Z6 B2 Z: u. a
16.                 {
    $ ^" l8 r/ S$ d4 ^  G4 t4 k! E
17.                         HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_SET);//亮灯
    
18.                         printf("没人\r\n");
    
19.                         HAL_Delay(1000);
    
20.                 }
    
21.                
    5 d0 m1 c* r+ [0 Q5 @; M; o
22. //                  printf("hellp\r\n");
    
23. //                        HAL_Delay(1000);
    
24.   }
    
25.         
    3 l. U4 r) C. D
26.   /* USER CODE END 3 */
    4 B5 y# o4 L* Z4 c9 `, K) L
27. }

复制代码

现象：

感应到人体，板载LED绿灯亮，同时串口打印测距结果。
! @& X+ ^) v5 J( G5 E) L

  ?3 X, A* ^# `2 h$ k* Q, B5 B
注意：
- j$ [8 L# ?9 R0 U% x0 \重定义printf后，必须在target里面勾选上MicroLIB，调用一下这个微型库，不然一直卡在里面。
# E& Z4 Z2 O( {$ |3 a6 h) @


) W8 z/ W: `( X
$ b7 v- G* D( X# X% O6 k
0 s) N- J& L9 f4 w5 u, ]2 I