模塊：HC-SR04

感應角度：不大于15度?

探測距離：2cm-450cm??????

高精度：可達0.3cm

Trig：觸發信號，接收MCU發送的控制脈沖，MCU對應GPIO 設置為輸出

Echo：反饋信號，向MCU發送數據脈沖,?MCU對應GPIO 設置為輸入

VCC：3.3V~5V

超聲波測距原理：

1. 超聲波發射裝置向某一方向發出超聲波，并開始計時
2. 超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來
3. 接收器接收到超聲波的時間差，就停止計時
4. 根據超聲波在空氣中傳播速度(340m/s)，再根據計時器記錄的時間t，可以算出距離(s)

似乎有多種模式，本文只使用GPIO模式：

單片機操作步驟：

(1)采用IO口TRIG觸發測距，給最少10us的高電平信號。

(2)模塊自動發送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；

(3)有信號返回， 超聲波模塊通過ECHO引腳輸出一個高電平（ECHO輸出的高電平持續時間，就是處理的結果）， 高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。

代碼

UltraSonic_Init()

1. 配置 GPIOG 的 14 腳為 Trig 輸出，15 腳為 Echo 輸入
2. 配置 TIM4 定時器為 1MHz 計數頻率 (1us / 計數)
3. 設置最大測量時間為 50ms (50000 計數)

void UltraSonic_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  	TIM_TimeBaseInitStruct;// UlatrSonic-->PG14,PG15RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);	 //使能PG端口時鐘GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;               // TrigGPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽輸出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度為50MHzGPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);					 //根據設定參數初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;	    		 // EchoGPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;            //設置成上拉輸入GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);	  				 //推挽輸出 ，IO口速度為50MHz// 設置一個定時器，1us計數1個數，不用中斷，且開始時不使能定時器//1、能定時器時鐘。RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler	= 84-1;	            //84MHZ/8400 = 10000HZ  Prescaler范圍1~65536 TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period		= 50000-1;		    //在10000HZ時鐘頻率下，用時1ms 自動重裝載寄存器值TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode	= TIM_CounterMode_Up;//向上計數TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision= TIM_CKD_DIV1;  	 //分頻因子//2、初始化定時器TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);//【不使能定時器】TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);
}

UltraSonic_GetDistance()

1. 發送 15us 的高電平觸發信號，然后拉低引腳
2. 等待模塊返回的 Echo 信號（高電平）
3. 高電平來了，開始定時器計時，目的是測量 Echo 高電平持續時間
4. 低電平來了，停止定時器計時，得到 Echo 高電平持續時間
5. 根據超聲波在空氣中的傳播速度 (340m/s) 計算距離

float UltraSonic_GetDistance()
{float distance_cm = 0;u32 time_us = 0;//**************************************//啟動超聲波模塊 也就是要發送啟動信號GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_14);delay_us(5);//高電平需要10us以上---【啟動信號】GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_14);delay_us(15);GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_14);//*********************************//設置定時器的CNT值為0，設置初值TIM_SetCounter(TIM4,0);//等待ECHO的高電平到來while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG, GPIO_Pin_15)==Bit_RESET);//**************************//【高電平來了】-------啟動定時器TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//等待ECHO的低電平到來while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG, GPIO_Pin_15)==Bit_SET);//****************************//【低電平來了】------讀時間數據，關定時器//取出CNT的值-----定時器的當前值time_us = TIM_GetCounter(TIM4);    // 微秒 (μs)。//關閉定時器TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);//**************************************//【通過公式】： // distance (m) * 2 = time * 10(-6) * 340m/s// distance (m)     = time * 10(-6) * 340m/s / 2// distance (cm)    = time * 10(-6) * 340m/s / 2 * 100 = time * 10(-3) * 17distance_cm = time_us * 0.017;   // distance = time / 58;return distance_cm;
}

調用程序：

void ULTRA_SONIC_task(void *pvParameters)
{float distance_cm = 0;while(1){printf("ULTRA_SONIC_task \r\n");distance_cm = UltraSonic_GetDistance();printf("distance = %f  (cm) \r\n",distance_cm);delay_ms(3000);}
}

輸出結果：