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：
/ ~2 h, |3 _# @/ H5 O# H- n: q! q探究人体红外传感器HC-SR501
1 |  E+ P  U" P
HC-SR04超声波测距模块资料介绍：
5 b) w" C! |4 V* |: a
; X$ o+ B5 @1 ~2 N  f$ _
' D, e; b, Q' a. n
; m; e5 q/ M0 E$ @

工作原理：
/ d, i- b: w; F5 E# ]% p


0 ?; Y, N8 l' Y5 U
6 f2 q4 X8 S3 X  n) q& Q5 c
简而言之：
' S% l# P2 R0 f1 Y* w9 l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。
( h- Z+ ~- ^6 h) ^6 j
& y$ \8 Y. T7 r! l7 m: T' x二、配置CubeMX
2 R1 _' H3 a( P$ ^/ F% Z. _1、新建工程;
3 @% D" [3 t# Y% `% n+ v2 q! d2、配置时钟源，在RCC里面的HSE配置的是晶振时钟;
, y4 X+ ^( y$ c- Z6 R3、配置程序烧录引脚SYS为SWD模式;
( q4 J6 k* v$ t3 U4、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;
# n% Y+ v* k1 b# `6 W, u5、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;
: ]; e$ b5 U; z7 _6、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;
7、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;
8、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;
9 J, F& k; _. {! _

! `! s& ]7 l1 o+ w7 {" P
TIM2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。

% Y/ P/ S5 r, ]7 l' A" a4 G- P
) e, Y: T7 W0 L# r/ ^8 m. L
# M2 x# G4 d1 D! D, T! a) z9 R
5 X+ i; p& G7 G+ l& G0 ?
( R, g$ `4 v# ~3 O# r+ {9、配置串口收发引脚;
* w- }& q* n6 p" ]# j/ p10、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

& Q( S+ L! ~2 D- W0 ]& x
' y" e2 F0 Y" U9 ^% K6 x2 p
三、硬件连线部分
CH340 ↔ STM32F103C8T6最小系统板：
% M3 t- [( p* Y. A( f9 L2 T. s5 \ TX    ↔        RX
" P/ p" B4 h# y0 [: v RX    ↔        TX

* y: R3 O) o' C' nDAP-LINK ↔ STM32F103C8T6最小系统板
  3.3V    ↔         VCC
  GND    ↔         GND
  r# F7 R! b3 u# A! k  SWIO   ↔         SWIO
 SWCLK  ↔        SWCLK

4 @# ]+ p5 D( |6 B; X7 v% ~HC-SR501模块 ↔ STM32F103C8T6最小系统板
" D! d7 {6 S; P    OUT      ↔           PA1
6 I( _5 k, W2 S! G7 d    GND      ↔           GND
% ]3 |3 u' h9 z1 a& {+ t
) M3 y( k: J( o2 b( c' IHC-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

/ L' A% i- @( p6 {3 L/ {: sHC-SR04模块   ↔  CH340
     VCC      ↔    5V

HC-SR04模块   ↔ STM32F103C8T6最小系统板
     Trig       ↔          PB4
, N5 h( x4 b* p# l: E( R# P     Echo      ↔          PB5
8 Z1 M. R; x6 B: ]3 o% P: e     GND      ↔          GND
4 U) I% P0 M& e1 p
四、逻辑代码部分
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。
8 i- Z. t6 h8 w; X) c) H
HC_SR04.c

1. #include "main.h"
   
2. #include "HC_SR04.h"
   
3. #include "stm32f1xx_hal.h"
   
4. #include "stm32f1xx_it.h"
   
5. 
   
6. static float distance_result;
   
7. /*
   . z5 y6 W2 u  d4 F6 Y' N0 t
8. *********************************************************
   
9. 函数原型：void Delay_us(uint16_t time)
   0 H: d. H: J! x7 Y. _( N  x) ^- y
10. 函数输入：无符号整形
    4 v% M4 K# K- h4 p
11. 函数输出：无
    / N1 X" V( |- a0 {
12. 函数功能：利用定时器实现微秒级延时
    : }* G. ~8 |9 p( Z
13. *********************************************************
    
14. */
    / c, u9 \% N8 k
15. void Delay_us(uint16_t time)
    7 [  C8 F. q0 t5 Y$ N: n1 b2 q; ^. X7 o
16. {
    & q3 u6 I1 @9 q8 u- T* e
17.         uint16_t a1=TIM2->CNT;
    - |9 o4 W/ w- |9 y
18.         while(TIM2->CNT-a1<time);
    9 K7 U" I7 o9 M8 x) j
19. }
    
20. /*
    
21. *********************************************************
    2 ]( K5 s2 w2 V4 v' `
22. 函数原型：void HC_SR04_startrange(void)
    % T: J6 Q6 Y5 t7 n3 I, V
23. 函数输入：无
    
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
    4 D* u6 s" ^/ A; e0 x" P0 {
26. *********************************************************
      h5 }% l* \" d# f) D
27. */
    6 e/ b& W* g5 {" c2 x7 F
28. void HC_SR04_startrange(void)
    
29. {
    ; m; ~# m0 E% u2 p% M) Y1 U6 C
30.         HAL_GPIO_WritePin(HC_SR04_Trig_GPIO_Port,HC_SR04_Trig_Pin,GPIO_PIN_SET);
    0 T3 [, Z" q1 Z3 f, q* h
31.         //HAL_Delay(5);
    # ~  N  {1 `: c3 F
32.         Delay_us(10);
      l+ L# s8 Y8 i. a
33.         HAL_GPIO_WritePin(HC_SR04_Trig_GPIO_Port,HC_SR04_Trig_Pin,GPIO_PIN_RESET);
    8 y% o8 b9 D/ [8 s6 q- `8 j
34.         
    
35. }
    
36. /*
    
37. *********************************************************
    4 i6 j1 K, K+ C7 z) X. l
38. 函数原型：uint16_t HC_SR04_gettime(void)
    1 [# p, h9 Y# |  E
39. 函数输入：无
    
40. 函数输出：无符号整型
    
41. 函数功能：通过定时器获取当前时间
    . @# r  g1 v- u& `% d) _) r
42. *********************************************************
    ; W  N5 ^: A5 O  H
43. */
    0 m2 N, X1 v1 `5 m; f, W' j
44. uint16_t HC_SR04_gettime(void)
    
45. {
    
46.         uint32_t a;
    . O0 y8 d7 |* q: B( n4 u* T1 S9 h
47.         a=TIM2->CNT;
    ; g. ]. |# j. L( l+ y
48.         return a;
    
49. }
    
50. /*
    ) ]* `4 B$ _3 b, r2 K
51. *********************************************************
    & A4 f6 L6 d+ ~4 F- r
52. 函数原型：float HC_SR04_getdistance(void)
    . n6 M" ~' D, U; [; ]% x% y; E" q" Q
53. 函数输入：无
    , z1 Y' G) u8 n) @# v
54. 函数输出：浮点型
    # E% C* P7 J$ P+ h, f
55. 函数功能：获取与目标之间的距离
    
56. *********************************************************
    ( @- V2 H; V$ I4 B, Y
57. */
    : c1 S4 I2 g/ p! h9 T* Q% }
58. float HC_SR04_getdistance(void)
    
59. {   
    
60.         uint16_t time_node1;
    7 j( @4 h5 e4 e) J8 B  `
61.          uint16_t time_node2;
    4 v- R! q+ Y& v3 R! A
62.           uint16_t measure;
    
63.         
    ( c$ F* G! Q' X3 C) N( ^
64.   HC_SR04_startrange();
    3 C4 ~8 ?. w: `1 T8 }$ y, c: I1 J
65.         
    
66.         TIM2->CNT = 0;
    
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
    
69.           while(HAL_GPIO_ReadPin(HC_SR04_Echo_GPIO_Port,HC_SR04_Echo_Pin)==RESET);
    
70.         time_node1=HC_SR04_gettime();
    5 Q# I( o* \6 [! }* V  P
71.         
    
72.         while(HAL_GPIO_ReadPin(HC_SR04_Echo_GPIO_Port,HC_SR04_Echo_Pin)==SET);
    
73.         time_node2=HC_SR04_gettime();
    ( z6 t1 d4 e) p
74.         
    5 l! b: p7 a5 J3 g# @
75.         measure=time_node2-time_node1;
    + i% k  p8 y) u0 E- x
76.         
    
77.         distance_result = measure * 17.0/1000;//距离=计数差值(us) / 1000000 * 340(m/s) * 100 / 2 = measure * 17/1000
    & I; m8 B. `7 q6 P
78. 
    
79.   return distance_result;
    
80. }

复制代码

HC_SR04.h
( S8 Z5 Z3 `' y! [) ~

1. #ifndef _HC_SR04_H_
   5 ^# ]9 l+ p* m8 R4 A8 |
2. #define _HC_SR04_H_
   
3. void Delay_us(uint16_t time);
   % [2 _3 A3 F; _
4. void HC_SR04_startrange(void);
   0 Y: R  m0 N' z; A9 g7 F
5. float HC_SR04_getdistance(void);
   
6. uint16_t HC_SR04_gettime(void);
   
7. #endif

复制代码

main.c

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
   
2.         HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
   
3.   /* USER CODE END 2 */

复制代码

1. while (1)
   & ?/ Y0 V' b2 B+ c* i. o
2.   {
   
3.     /* USER CODE END WHILE */
   
4. 
   ' M9 P0 n4 n# X' H+ `9 J
5.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   
6.                 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1) == 1)
   " g. E5 J$ Z  V! c7 Z: p; i
7.                 {
   : j6 W3 S/ V1 i- F
8.                         //HAL_Delay(50);
   / y; j2 K0 I' w2 L+ x
9.                         HC_SR04_distance=HC_SR04_getdistance();
   
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 t" X- H. q6 l# M7 h$ m9 J
12.                         HAL_Delay(100);
    5 I  D. Y! d) O( S" e* s+ g
13.                 }
    
14. 
    6 k: W) Z1 w& J0 z" w+ \) L( G9 t
15.                 else  
    1 z) W- z' c. B9 i0 a
16.                 {
    & e7 f8 G9 p6 h
17.                         HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_SET);//亮灯
    
18.                         printf("没人\r\n");
    
19.                         HAL_Delay(1000);
    ) Z) F8 G3 q0 o
20.                 }
    
21.                
    
22. //                  printf("hellp\r\n");
    : k! O" z( k- _, H/ f. F( Q8 }
23. //                        HAL_Delay(1000);
    
24.   }
    
25.         
    
26.   /* USER CODE END 3 */
    
27. }

复制代码

% Y" J- H+ K; {1 {$ {现象：
0 T; s- {; j( C# S% R( O
8 |0 ?1 n* n/ x1 w$ }% }感应到人体，板载LED绿灯亮，同时串口打印测距结果。
. k! P% a5 p  ~; Z) t' ~  J
' ^2 K: |9 N$ t$ L# N$ }

2 u1 |) {. J8 S- n: n# U. C5 [注意：
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。

5 e, [9 O2 }- ]! F" s/ F+ z
' n9 V7 ~: t) W$ v
' f8 n, g: J0 M$ [! p
/ q4 S4 _/ e  L