使用STM32F407控制5路超聲波感測器

最近在做小車避障的功能，需要用stm32f407控制5個感測器，結合板子的示例程式，除錯了一段時間，終於成功讀出5路感測器的測距資訊。

感測器原理不詳細說了，基本上從trig腳給乙個脈寬10us以上的脈衝，然後發射探頭發出8個40khz的脈衝，檢測到回波後，從echo管腳輸出高電平，高電平的持續時間與距離值關係為：(高電平時間*340m/s)/2。使用中，只要採集到echo腳高電平的持續時間，就能測距了。

在stm32f407上測量某一管腳的電平持續時間需要使用定時器的捕獲功能（不知道有沒有更簡單的實現方法），查了手冊，對於捕獲模式的解釋：在輸入捕獲模式下，當相應的icx 訊號檢測到跳變沿后，將使用捕獲/比較暫存器(timx_ccrx)來鎖存計數器的值。發生捕獲事件時，會將相應的ccxif 標誌（timx_sr 暫存器）置1，並可傳送中斷或dma 請求（如果已使能）。如果發生捕獲事件時ccxif 標誌已處於高位，則會將重複捕獲標誌ccxof（timx_sr 暫存器）置1。可通過軟體向ccxif 寫入0 來給ccxif清零，或讀取儲存在timx_ccrx暫存器中的已捕獲資料。向ccxof 寫入0 後會將其清零。其實就是在上公升沿和下降沿分別記錄定時器計數器的值，其差值相當於脈衝寬度。關於指點，網上找的圖可以較清晰地表達：

首先設定定時器通道 x 為上公升沿捕獲，這樣， t1 時刻，就會捕獲到當前的 cnt 值，然後立即清零 cnt，並設定通道 x為下降沿捕獲，這樣到 t2 時刻，又會發生捕獲事件，得到此時的 cnt 值，記為 ccrx2。這樣，根據定時器的計數頻率，可以算出 t1~t2 的時間，從而得到高電平脈寬。在t1~t2時，可能計數器會超過設定值arr，產生定時器溢位，這樣就要對定時器溢位處理。最終，如圖所示，t1~t2之間，cnt計數的次數等於：n*arr+ccrx2，有了這個計數次數，再乘以 cnt 的計數週期，即可得到 t2-t1 的時間長度，即高電平持續時間。

我用了tim2和tim5兩個定時器，這兩個定時器可提供8路通道，我用了5個。其中tim5的ch2通道被占用，只要開中斷就會不停進中斷服務程式，故不用。定時器的設定是最重要的部分，放在tim_cap_init（）中，**流程如下：

首先配置tim2和tim5的中斷優先順序（nvic_initstructure），註冊中斷型別。然後配置tim2和tim5對應通道時鐘，使能tim時鐘和gpio時鐘，配置gpio工作模式（gpio_init），包括管腳、下拉、功能、速度等，再將管腳復用對映到對應定時器上（gpio_pinafconfig）。設定定時器的計數頻率和計數模式等（tim_timebaseinit）。之後設定捕獲引數（tim_icinit）：上公升沿捕獲、分頻、濾波、用到的通道等等。設定完成後允許中斷（tim_itconfig），使能定時器（tim_cmd），定時器開始計數。

當進入中斷服務程式時，先判斷引起中斷的型別，如果是某個通道引起的中斷，呼叫單通道捕獲處理函式，否則表示update中斷，需要清除中斷標誌位。根據實際情況，上電時進入中斷服務程式，中斷型別tim_it_update，要是不清除標誌位，會不停進入中斷。中斷服務程式**：

void tim5_irqhandler(void)
if(tim_getitstatus(tim5, tim_it_cc3) !=reset) 
}

void tim2_irqhandler(void)
if(tim_getitstatus(tim2, tim_it_cc3) !=reset) 
if(tim_getitstatus(tim2, tim_it_cc4) !=reset) 
}

void singlechannelhandler(tim_capture * tch )
else tch->capture_val++;
} } if(tim_getitstatus(tch->timx, tch->tim_it_ccx) != reset)//²¶»ñ1·¢éú²¶»ñêâ¼þ
//printf(" tch->tim_it_ccx = %d ",tch->tim_it_ccx); //´òó¡×üµä¸ßµãæ½ê±¼ä
//tim_oc1polarityconfig(tch->timx,tim_icpolarity_rising); //cc1p=0 éèöãîªéïéýñø²¶»ñ
}else //»¹î´¿ªê¼,µúò»´î²¶»ñéïéýñø
tim_cmd(tch->timx,enable ); //ê¹äü¶¨ê±æ÷s
} 
} 
} tim_clearitpendingbit(tch->timx, tch->tim_it_ccx | tim_it_update); //çå³ýöð¶ï±êö¾î»
}

首先自定義了標誌字capture_sta，共8位，最高位d7=1表示成功捕獲到高電平脈寬，即捕獲到上公升沿后又捕獲到下降沿，d6=1表示捕獲到上公升沿，d5~d0表示定時器溢位次數。capture_sta初始為0，程式開始判斷是否成功捕獲，未成功捕獲則繼續，這樣捕獲成功後就不再執行了。然後判斷捕獲型別，如果是某個通道引起的，則檢視標誌字，如果d6=0，說明是由於首次捕獲到上公升沿而進入中斷，設定d6=1，計數器清零，然後配置捕獲下降沿，這樣再次進入中斷時，可以看到標誌字d6=1，說明此時捕獲到了下降沿，讀取計數器的值，可獲得高電平時間。如果進入中斷的型別是tim_it_update，說明定時器計數溢位，根據之前定時器的設定，tim2和tim5均為1us累加1次，32位的定時器，溢位需要4292s，這樣現實中是不會出現的，所以可以不做處理，但是為了以防萬一，強制設定捕獲成功。

在main函式中迴圈判斷capture_sta狀態，成功捕獲後讀取計數值可以計算出距離資訊，將結果通過串列埠列印出來，如圖：

5個感測器能檢測到距離資訊，下一步考慮準備安裝在小車上了。

使用STM32F407控制5路超聲波感測器

基於stm32f407建立stm32F427工程

STM32F407上除錯freeRTOS問題

STM32F407 驅動外部SRAM

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