第15章-超聲波避障功能 HC-SR04超聲波測(cè)距模塊詳解STM32超聲波測(cè)距

功能介紹放開頭， 使用便捷無(wú)需愁

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**V3.3.0-STM32智能小車 **

**視頻: **[https://www.bilibili.com/video/BV16x4y1M7EN/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click]

V3:HAL庫(kù)開發(fā)、功能：PID速度控制、PID循跡、PID跟隨、遙控、避障、PID角度控制、視覺控制、電磁循跡、RTOS等功能。

15.1-超聲波測(cè)距

完成超聲波測(cè)距功能、測(cè)量數(shù)據(jù)顯示在OLED屏幕上

硬件介紹

**使用：HC-SR04 超聲波測(cè)距模塊 **

注意： 繪制PCB注意四個(gè)引腳順序 Vcc Trig Echo Gnd

** 供電3.3V-5V(最好5V)**

測(cè)距原理

不同模式

GPIO模式

查看原理圖

通過(guò)超聲波的硬件介紹我們知道

** MCU給Trig腳一個(gè)大于10us的高電平脈沖；然后讀取Echo腳的高電平信號(hào)時(shí)間，通過(guò)公式：距離 = T* 聲速/2 就可以算出來(lái)距離。**

Trig(PB5)我們配置為GPIO輸出

Echo(PA6)我們配置GPIO輸入功能

注：這里大家可能會(huì)問(wèn)，為什么不使用定時(shí)器捕獲功能？

原因:

1. 留一個(gè)定時(shí)器 方便以后擴(kuò)展FreeRTOS使用
2. 或者擴(kuò)展其他舵機(jī)、電機(jī)等

軟件初始化

設(shè)置PB5輸出模式然后起別名

設(shè)置PA6輸入模式、

然后生成代碼

自己新建HC_SR04.c和HC_SR04.h 然后加入工程，指定路徑

防止溢出 把之前使用的數(shù)組調(diào)整大一些

因?yàn)槲覀儾贿m用定時(shí)器所以我們需要自己寫一個(gè)us級(jí)延時(shí)函數(shù)

/*******************
*  @brief  us級(jí)延時(shí)
*  @param  usdelay:要延時(shí)的us時(shí)間
*  @return  
*
*******************/
void HC_SR04_Delayus(uint32_t usdelay)
{
  __IO uint32_t Delay = usdelay * (SystemCoreClock / 8U / 1000U/1000);//SystemCoreClock:系統(tǒng)頻率
  do
  {
    __NOP();
  }
  while (Delay --);
}

/*******************
*  @brief  HC_SR04讀取超聲波距離
*  @param  無(wú)
*  @return 障礙物距離單位:cm (靜止表面平整精度更高) 
*注意:兩個(gè)HC_SR04_Read()函數(shù)調(diào)用的時(shí)間間隔要2ms及以上，測(cè)量范圍更大 精度更高 
*******************/
float HC_SR04_Read(void)
{
uint32_t i = 0;
float Distance;
HAL_GPIO_WritePin(HC_SR04_Trig_GPIO_Port,HC_SR04_Trig_Pin,GPIO_PIN_SET);//輸出15us高電平
HC_SR04_Delayus(15);
HAL_GPIO_WritePin(HC_SR04_Trig_GPIO_Port,HC_SR04_Trig_Pin,GPIO_PIN_RESET);//高電平輸出結(jié)束，設(shè)置為低電平

while(HAL_GPIO_ReadPin(HC_SR04_Echo_GPIO_Port,HC_SR04_Echo_Pin) == GPIO_PIN_RESET)//等待回響高電平
{
i++;
HC_SR04_Delayus(1);
if(i >100000) return -1;//超時(shí)退出循環(huán)、防止程序卡死這里
}
i = 0;
while(HAL_GPIO_ReadPin(HC_SR04_Echo_GPIO_Port,HC_SR04_Echo_Pin) == GPIO_PIN_SET)//下面的循環(huán)是2us
{
i = i+1;
HC_SR04_Delayus(1);//1us 延時(shí)，但是整個(gè)循環(huán)大概2us左右
if(i >100000) return -2;//超時(shí)退出循環(huán)
}
Distance = i*2*0.033/2;//這里乘2的原因是上面是2微妙
return Distance;
}

然后就可以讀距離了、連上藍(lán)牙可以顯示數(shù)據(jù)

注意:兩個(gè)HC_SR04_Read()函數(shù)調(diào)用的時(shí)間間隔要2ms及以上，測(cè)量范圍更大 精度更高

sprintf((char *)Usart3String,"HC_SR04:%.2fcmrn",HC_SR04_Read());//顯示超聲波數(shù)據(jù)
HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),0xFFFF);//通過(guò)串口三輸出字符 strlen:計(jì)算字符串大小
?

然后把我們的手機(jī)藍(lán)牙和小車藍(lán)牙連接

手機(jī)顯示

15.2-避障邏輯編寫

然后我們編寫循跡邏輯，我們的邏輯時(shí)

//**************避障功能********************//
//避障邏輯
if(HC_SR04_Read() > 25)//前方無(wú)障礙物
{
motorPidSetSpeed(1,1);//前運(yùn)動(dòng)
HAL_Delay(100);
}
else{//前方有障礙物
motorPidSetSpeed(-1,1);//右邊運(yùn)動(dòng) 原地
HAL_Delay(500);
if(HC_SR04_Read() > 25)//右邊無(wú)障礙物
{
motorPidSetSpeed(1,1);//前運(yùn)動(dòng)
HAL_Delay(100);
}
else{//右邊有障礙物
motorPidSetSpeed(1,-1);//左邊運(yùn)動(dòng) 原地
HAL_Delay(1000);
if(HC_SR04_Read() >25)//左邊無(wú)障礙物
{
 motorPidSetSpeed(1,1);//前運(yùn)動(dòng)
HAL_Delay(100);
}
else{
motorPidSetSpeed(-1,-1);//后運(yùn)動(dòng)
HAL_Delay(1000);
motorPidSetSpeed(-1,1);//右邊運(yùn)動(dòng)
HAL_Delay(50);
}
}
}

這樣我們就可以使用超聲波讀取距離值了。
下篇16章我們i講解如何利用超聲波做跟隨，我們后面會(huì)定距離跟隨的功能。

審核編輯 黃宇