STM32f103驱动超声波测距模块
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关键词：输入捕获 定时器 中断
使用的超声波测距模块型号为US-015，该模块可实现2cm~4cm的非接触测距功能，供电电压为5v，工作电流为2.2mA，支持GPIO通信模式。
模块引脚：
VCC引脚 接直流5V电源
Trig引脚 接外部电路的Trig端，向此管脚输入一个10us以上的高电平，触发模块测距
Echo引脚 接外部电路的Echo端，测距结束时，此管脚会输出一个高电平，电平宽度为超声波往返时间之和
GND引脚 接外部电路的地
测距原理：
（1）给模块Trig引脚至少10us的高电平信号触发测距
（2）模块自动发送8个40kHz的方波，自动检测是否有信号返回
（3）有信号返回时，通过Echo引脚输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=（高电平时间*声速）/2
硬件连接：
使用正点原子的stm32mini板子来驱动超声波US-015模块
超声波测距模块 STM32mini
VCC VCC5(VOUT2)
Trig PA8
Echo PA0
GND GND(VOUT2)
驱动程序：
（1）点亮LED0时PA8发出高电平，这里给Trig引脚20ms的高电平，触发模块测距
LED0=1;
delay_ms(20);
LED0=0;
（2）用输入捕获模式来测量脉冲宽度，参考正点原子的输入捕获实验，配置定时器2的通道1进行输入捕获，即void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)。
捕获原理：通过两次捕获（一次上升沿捕获，一次下降沿捕获）的差值，就可以计算出高电平脉冲的宽度。同时，如果脉宽比较长，那么定时器就会溢出，需要对溢出做处理。
假设要捕获如图所示波形的脉宽：
1.先设置定时器为向上计数模式
2.设置定时器的采样通道channelx为上升下降沿捕获，所以在t1时刻，上升沿就会捕获到当前CNT的值，随即将CNT清零
3.在t2时刻下降沿会捕获CNT的值，记为CCRx2
4.根据定时器的频率，以及期间溢出的次数，即可算出|t1-t2|的时间，从而得到高电平脉宽。
输入捕获原理转自csdn文章：[stm32]stm32F4输入捕获原理
原文链接：https://blog.csdn.net/slimmm/article/details/82850898
关于自动重装载值arr和预分频系数psc的设置：
溢出时间Tout=（（arr+1）*（psc+1））/Tclk
Tclk为TIM2输入时钟频率
根据stm32内部时钟树得知：当APB1的时钟分频数为1的时候，TIM2~7 的时钟为APB1的时钟
而如果 APB1 的时钟分频数不为 1，那么TIM2~7 的时钟频率将为 APB1 时钟的两倍，因此，TIM2的时钟为 72MHz
这里设置arr=0xFFFF，psc=7199
即将72MHz时钟7200分频后变为10KHz，用这10KHz的时钟作为定时器的基准时钟，然后计数0xFFFF个数后，产生一次定时器中断。
（3）主函数通过 TIM2CH1_CAPTURE_STA 的第 7 位，来判断有没有成功捕获到一次高电平，
如果成功捕获，则将高电平时间通过串口输出到电脑。
TIM2CH1_CAPTURE_STA 各位描述
bit7 bit6 bit5~0
捕获完成标志 捕获到高电平标志 捕获高电平后定时器溢出的次数
测量结果：
以下是main.c程序（库函数版本）
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "timer.h"
#include "usart.h"
extern u8 TIM2CH1_CAPTURE_STA; //输入捕获状态（变量当成寄存器使用）
extern u16 TIM2CH1_CAPTURE_VAL; //输入捕获值
int main(void)
{
float distance;
u32 temp=0;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(9600); //9600
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
TIM2_Cap_Init(0XFFFF,7200-1); //以10khz的频率计数
while(1)
{
LED0=1;
delay_ms(20);
LED0=0;
if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)//成功捕获到了一次高电平
{
temp=TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F;//得到捕获高电平后定时器溢出次数
temp*=65536; //溢出时间总和
temp+=TIM2CH1_CAPTURE_VAL; //得到总的高电平时间
distance=(temp*340)/2; //得到距离，单位：m
printf("DISTANCE:%f cm\r\n",distance); //打印距离
TIM2CH1_CAPTURE_STA=0; //开启下一次捕获
}
}
}
附上一张实物图
