本文介绍基于STM32F407的KS103超声波模块的使用，包含使用注意事项以及代码配置，同时会附上本人在开发时遇到的问题以及解决方法。

KS103模块使用串口/IIC接口与主机通信，自动响应主机的iic/串口控制指令。
包含温度补偿的距离探测，同时可以在1ms内检测光强。

探测范围 1cm～800cm及 1cm～1000cm(10 米)
5s 未收到 I2C 控制指令自动进入 uA 级休眠，并可随时被主机 I2C 控制指令唤醒
TTL串口模式
在 KS103 上连线引脚上标识有：VCC、SDA/TX、SCL/RX、GND 及 MODE。模块在上电之前，MODE 需要接 0V 地，上电后模块将工作于 TTL 串口模式。如果KS103在上电后再将 MODE 引脚接 0V 地，模块将仍然工作于 I2C 模式。因此，TTL 串口模式时需要 5 根线来控制，其中 VCC 用于连接+5V(3.0～5.5V 范围均可)电源(1)，GND用于连接电源地，SDA/TX 连接 MCU 或 USB 转 TTL 模块的 RXD，SCL/RX 引脚连接 MCU 或USB 转 TTL 模块的 TXD 。

在使用时最好使用5V标准电压，电压低会影响量程。
新到手的模块默认串口地址是0xE8，可修改。
这里本人被坑了，因为我到手的模块是别人用过的，被修改了地址但是不和我说，就是调试不出来。
当然也是我偷懒了，模块在上电的时候背面的LED会闪烁，告诉用户自身的地址，我没在意。上电后快闪两下是代表二进制的“1”，慢闪一下代表“0”，一共八位，盯着记录就能获得其地址。
串口模式很占用串口资源，我并没有使用该模式进行开发，仅仅使用了官方的上位机进行测试，鉴定模组的好坏。

确认模组没问题，选用IIC接口进行开发，这样一条总线可以挂载多个模块，只需要总线寻址便可。

I2C 模式
在使用iic模式时，硬件需要注意几点：
SCL 及 SDA 线均需要由主机接一个 4.7K(阻值 1～10K 均可)电阻到 VCC ；
I2C 通信速率建议不要高于 100kbit/s （因为模块的iic最大速率只有100K）。
直接从代码开始：
因为对速度要求不高，而且为了移植方便，采用软件模拟iic。其实为了偷懒，模拟简单呀。
老规矩，初始化iic。

1. void IIC_Init(void)
   
2. 
   
3. {                        
   
4. 
   
5.   GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
   
6. 
   
7. 
   
8. 
   
9.   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOB时钟
   
10. 
    
11. 
    
12. 
    
13.   //GPIOB8,B9初始化设置
    
14. 
    
15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    
16. 
    
17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
    
18. 
    
19.   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
    
20. 
    
21.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
    
22. 
    
23.   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    
24. 
    
25.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化
    
26. 
    
27.         IIC_SCL=1;
    
28. 
    
29.         IIC_SDA=1;
    
30. 
    
31. }

复制代码

写iic控制函数，老掉牙的东西，全网都有。

1. //产生IIC起始信号
   
2. 
   
3. void IIC_Start(void)
   
4. 
   
5. {
   
6. 
   
7.         SDA_OUT();     //sda线输出
   
8. 
   
9.         IIC_SDA=1;                    
   
10. 
    
11.         IIC_SCL=1;
    
12. 
    
13.         delay_us(10);
    
14. 
    
15.          IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
    
16. 
    
17.         delay_us(10);
    
18. 
    
19.         IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
    
20. 
    
21. }         
    
22. 
    
23. //产生IIC停止信号
    
24. 
    
25. void IIC_Stop(void)
    
26. 
    
27. {
    
28. 
    
29.         SDA_OUT();//sda线输出
    
30. 
    
31.         IIC_SCL=0;
    
32. 
    
33.         IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
    
34. 
    
35.          delay_us(10);
    
36. 
    
37.         IIC_SCL=1;
    
38. 
    
39.         IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
    
40. 
    
41.         delay_us(10);                                                                  
    
42. 
    
43. }
    
44. 
    
45. //等待应答信号到来
    
46. 
    
47. //返回值：1，接收应答失败
    
48. 
    
49. //        0，接收应答成功
    
50. 
    
51. u8 IIC_Wait_Ack(void)
    
52. 
    
53. {
    
54. 
    
55.         u8 ucErrTime=0;
    
56. 
    
57.         SDA_IN();      //SDA设置为输入  
    
58. 
    
59.         IIC_SDA=1;delay_us(6);           
    
60. 
    
61.         IIC_SCL=1;delay_us(6);         
    
62. 
    
63.         while(READ_SDA)
    
64. 
    
65.         {
    
66. 
    
67.                 ucErrTime++;
    
68. 
    
69.                 if(ucErrTime>250)
    
70. 
    
71.                 {
    
72. 
    
73.                         IIC_Stop();
    
74. 
    
75.                         return 1;
    
76. 
    
77.                 }
    
78. 
    
79.         }
    
80. 
    
81.         IIC_SCL=0;//时钟输出0            
    
82. 
    
83.         return 0;  
    
84. 
    
85. }
    
86. 
    
87. //产生ACK应答
    
88. 
    
89. void IIC_Ack(void)
    
90. 
    
91. {
    
92. 
    
93.         IIC_SCL=0;
    
94. 
    
95.         SDA_OUT();
    
96. 
    
97.         IIC_SDA=0;
    
98. 
    
99.         delay_us(10);
    
100. 
     
101.         IIC_SCL=1;
     
102. 
     
103.         delay_us(10);
     
104. 
     
105.         IIC_SCL=0;
     
106. 
     
107. }
     
108. 
     
109. //不产生ACK应答                    
     
110. 
     
111. void IIC_NAck(void)
     
112. 
     
113. {
     
114. 
     
115.         IIC_SCL=0;
     
116. 
     
117.         SDA_OUT();
     
118. 
     
119.         IIC_SDA=1;
     
120. 
     
121.         delay_us(10);
     
122. 
     
123.         IIC_SCL=1;
     
124. 
     
125.         delay_us(10);
     
126. 
     
127.         IIC_SCL=0;
     
128. 
     
129. }                                                                              
     
130. 
     
131. //IIC发送一个字节
     
132. 
     
133. //返回从机有无应答
     
134. 
     
135. //1，有应答
     
136. 
     
137. //0，无应答                          
     
138. 
     
139. void IIC_Send_Byte(u8 txd)
     
140. 
     
141. {                        
     
142. 
     
143.     u8 t;   
     
144. 
     
145.         SDA_OUT();            
     
146. 
     
147.     IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
     
148. 
     
149.     for(t=0;t<8;t++)
     
150. 
     
151.     {              
     
152. 
     
153.         IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
     
154. 
     
155.         txd<<=1;           
     
156. 
     
157.                 delay_us(10);   //对TEA5767这三个延时都是必须的
     
158. 
     
159.                 IIC_SCL=1;
     
160. 
     
161.                 delay_us(10);
     
162. 
     
163.                 IIC_SCL=0;        
     
164. 
     
165.                 delay_us(10);
     
166. 
     
167.     }         
     
168. 
     
169. }            
     
170. 
     
171. //读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
     
172. 
     
173. u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
     
174. 
     
175. {
     
176. 
     
177.         unsigned char i,receive=0;
     
178. 
     
179.         SDA_IN();//SDA设置为输入
     
180. 
     
181.     for(i=0;i<8;i++ )
     
182. 
     
183.         {
     
184. 
     
185.         IIC_SCL=0;
     
186. 
     
187.         delay_us(10);
     
188. 
     
189.                 IIC_SCL=1;
     
190. 
     
191.         receive<<=1;
     
192. 
     
193.         if(READ_SDA)receive++;   
     
194. 
     
195.                 delay_us(5);
     
196. 
     
197.     }                                         
     
198. 
     
199.     if (!ack)
     
200. 
     
201.         IIC_NAck();//发送nACK
     
202. 
     
203.     else
     
204. 
     
205.         IIC_Ack(); //发送ACK   
     
206. 
     
207.     return receive;
     
208. 
     
209. }

复制代码

写KS103的控制函数

1. u8 KS103_ReadOneByte(u8 address, u8 reg)
   
2. 
   
3. {
   
4. 
   
5. u8 temp=0;                                                                                                                                                               
   
6. 
   
7.     IIC_Start();  
   
8. 
   
9.     IIC_Send_Byte(address);   //发送低地址
   
10. 
    
11.         IIC_Wait_Ack();         
    
12. 
    
13.         IIC_Send_Byte(reg);   //发送低地址
    
14. 
    
15.         IIC_Wait_Ack();           
    
16. 
    
17.         IIC_Start();                     
    
18. 
    
19.         IIC_Send_Byte(address + 1);           //进入接收模式                           
    
20. 
    
21.         IIC_Wait_Ack();         
    
22. 
    
23. 
    
24. 
    
25.         delay_us(50);           //增加此代码通信成功！！！
    
26. 
    
27.     temp=IIC_Read_Byte(0);          //读寄存器3           
    
28. 
    
29.     IIC_Stop();//产生一个停止条件            
    
30. 
    
31.         return temp;
    
32. 
    
33. }
    
34. 
    
35. 
    
36. 
    
37. 
    
38. 
    
39. void KS103_WriteOneByte(u8 address,u8 reg,u8 command)
    
40. 
    
41. {
    
42. 
    
43. IIC_Start();   
    
44. 
    
45.         IIC_Send_Byte(address);            //发送写命令
    
46. 
    
47.         IIC_Wait_Ack();
    
48. 
    
49.         IIC_Send_Byte(reg);//发送高地址         
    
50. 
    
51.         IIC_Wait_Ack();           
    
52. 
    
53.     IIC_Send_Byte(command);   //发送低地址
    
54. 
    
55.         IIC_Wait_Ack();                                                                                                               
    
56. 
    
57.     IIC_Stop();//产生一个停止条件
    
58. 
    
59. }

复制代码

这里依照了模块的指令发送流程：

探测指令从 0x01 到 0x2f，数值越大，信号增益越大。
获取距离数据

1.    KS103_WriteOneByte(0XD2,0X02,0XB0);
   
2. 
   
3.                                    delay_ms(100);
   
4. 
   
5.                                    range1 = KS103_ReadOneByte(0xD2, 0x02);
   
6. 
   
7.                                    range2 = KS103_ReadOneByte(0xD2, 0x03);

复制代码

每一帧的探测指令格式为：

KS103_WriteOneByte(0XD2,0X02,0XB0); 中，0xd2为模块的地址，02为寄存器地址，0xB0为控制命令。

在发送探测指令后需要等待一段时间才可通过iic总线获取数据，过早的查询总线会获得0XFF。在读取总线数据时除了需要发送模块iic的地址，还需要将模块iic的地址加1，而且在之后必须要等待，才能获取完整的数据。因为返回的是16位数据，所以这里我采用执行两次KS103_ReadOneByte（）函数。
在这些都处理完之后我将采集到的数据输出到串口，发现并不能成功，range1和range2的值并不变。最后发现我是用的是0xBC探测指令，最大耗时87MS，而我只延时50ms。通过修改探测指令和延时时间均可解决问题。
后面附上产品手册，必须附录，没这个真不行。到处是坑。说到底也怪我粗心。下次一定，下次一定。

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作者：呐咯密密