STM3定时器输入捕获、超声波测距-编程知识

STM3定时器输入捕获、超声波测距

1、超声波测距模块介绍

    1、HC-SR04共四个引脚：VCC、GND、Trig、Echo，如下图
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    2、使用

        1、通过gpio口向Trig引脚发送一个脉冲信号。
        2、HC-SR04接收到脉冲信号后，就会向外发送一段超声波，模块会将echo拉高。
        3、当模块接收到反射回来的超声波后，模块会将echo拉低。那么echo引脚高电平持续的时间，也就是超声波在往返途中消耗的时间。

知道超声波往返的时间，我们就可以算出距离。

给trig发送一个脉冲很简单。但是如何高效、精确的获取echo高电平持续的时间？？答案是使用定时器输入捕获功能。

2、输入捕获

2.1、什么是输入捕获

1、当定时器输入通道上检测到上升沿或者下降沿时，立刻将此时刻计数器的数值记录到捕获寄存器中，以待程序稍后读取。
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2.2、输入捕获的详细机制

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     1、每个输入通道都有它自己的捕获寄存器。
     如上图，TI1FP1通过一个预分频器后接入捕获寄存器1上，TI2FP2通过一个预分频器后接入捕获寄存器2上。
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     3、一个输入捕获通道只能设置为上升沿或者下降沿，不能设置为双边沿。
     4、假设我们启用了输入通道1的输入捕获模式，并且设置为上升沿捕获。定时器启动计数后，若输入到输入通道的TI1的信号出现了一个上升沿，边沿检测器就会立即检测到，随后触发信号就会通过TI1FP1传递到捕获寄存器1，捕获寄存器1编立刻将此时计数器的值复制到自身。这种叫做直接捕获。
     5、如果我们还为此输入捕获开启了中断，还会触发中断HAL_TIM_IC_CaptureCallback。这样我们在中断中读取捕获寄存器的值，就得到了上升沿出现时定时器的时刻。
     6、只要再获得到下降沿出现的时刻，就能够知道高电平持续的时间了，这里我们就要使用间接捕获了，借助TI2的输入捕获寄存器2来保存下降沿时定时器计数器的值即可。
     7、TI1和TI2可以相互借用，TI3和TI4可以相互借用。

3、使用

超声波模块echo引脚接在单片机PA10上，Trig引脚接在PA11上。

3.1、配置

     1、设置TIM1的CH3为直接输入捕获，CH4为间接输入捕获：
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     2、设置定时器预分频值为72，定时器的时钟频率为1MHz，方便计算，CH3为上升沿捕获，CH4为下降沿捕获

     3、开启捕获终中断

3.2、代码

int upEdge = 0;
int downEdge = 0;
float distance = 0;
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if((htim == &htim1)&&(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_4)){upEdge = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_3);downEdge = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_4);distance = (downEdge - upEdge) * 0.034 / 2;//340m/s = 0.034cm/us}
}
while (1)
{//启动测距HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO_Port, Trig_Pin, 1);HAL_Delay(1);HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO_Port, Trig_Pin, 0);__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, 0);//等待测距完成HAL_Delay(20);sprintf(message,"juli:%.2fcm",distance);OLED_PrintString(0, 0, message);HAL_Delay(500);
}