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一.超声波测距模块

        1.原理：

        2.Trig：

        3.Echo：

二.CubeMX

三.代码实现

        在生活中，汽车上的倒车雷达提醒是如何实现的呢？其中，它依靠了超声波测距模块。今天让我们一起学习一下STM32的输入捕获功能，并通过输入捕获来获取超声波测距模块的返回数据。

一.超声波测距模块

VCC，GND，Trig（控制端）， Echo（输出端） 

        1.原理：

        当我们需要测量时，通过GPIO口向Trig引脚发送一个脉冲信号，超声波模块接收到脉冲信号后会向外发送一段超声波，紧接着模块将Echo电平拉高。当模块接收到反射回来的超声波后，模块将Echo拉低。Echo上高电平的持续时间，也就是超声波载往返路途中消耗的时间。再通过声音传播速度可以计算出之间的距离。

        2.Trig：

        向Trig发送脉冲信号很简单，只需将GPIO口先拉高后拉低就好了

HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO_Port, Trig_Pin, GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(1);
HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO_Port, Trig_Pin, GPIO_PIN_RESET);

        3.Echo：

        那我们如何读取Echo上高电平的持续时间呢？这是就要用到输入捕获功能了。输入捕获：当输入通道捕获上升沿/下降沿时，立刻将计数器值记录到捕获寄存器。此优势在于即使过了一会程序再来读取数值，读取的也是硬件上记录下来的电平变化那一刻的计数器值，不会引入软件运行时间的干扰，因此更加精确。

        输入捕获可以在输入信号上出现上升沿或者下降沿时，将此时计数器的值捕获到捕获寄存器中，并且可以借用另一个输入通道的捕获寄存器进行输入捕获。捕获到自己的捕获寄存器叫做直接模式，借用另一通道的捕获寄存器叫做间接模式。TI1与TI2是一对，可以相互借用。TI3与TI4也是一对，可以相互借用。（不同的是TI3与TI4未接入从模式控制器与编码器中）

二.CubeMX

打开Serial Wire

为了实现运行速度快：在RCC中开启外部晶振

在时钟设置里，将主频改为72MHz

用OLED屏幕显示测得的距离，打开I2C1

勾选为每个外设生成对应的.c与.h文件

观察stm32的超声测距接口的对应引脚

用杜邦线连接

将PA11设置为GPIO口输出模式，并添加用户标签：Trig

发现PA10是TIM1的通道3对应的GPIO口

设置内部时钟源，Channel3直接模式，Channel4间接模式：

设置预分频器

将通道3设置为上升沿检测，直接模式；通道4设置为下降沿检测，间接模式

开启定时器输入捕获/比较中断

保存并生成代码

三.代码实现

将font.c与oled.c拖入Src文件夹，将font.h与oled.h拖入Inc文件夹

包含相应头文件

启动输入捕获函数：

HAL_TIM_IC_Start 与 HAL_TIM_IC_Start_IT

定时器输入捕获回调函数：

while循环：

最后，我们还需要在OLED屏幕上显示中文。在波特律动取模助手中给两个汉字取一下模，放入font.c文件中。

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2026 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "i2c.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include<oled.h>
#include"stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
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)
		//注意：TIM_CHANNEL_4选择要操作哪一个定时器通道
		//HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_4本次捕获/中断事件由通道4产生
	{
		//读取捕获寄存器数值的函数：HAL_TIM_ReadCapturedValue
		//将通道3捕获到的上升沿时刻计数值读取到upEdge变量中
		upEdge = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_3);
		//将通道4捕获到的下降沿时刻计数值读取到downEdge变量中
		downEdge = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_4);

		distance = ((downEdge - upEdge) * 0.034) / 2;
		//速度单位是cm/微秒，距离单位是cm
	}
}
/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_TIM1_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_Delay(20);
OLED_Init();

//开关要提前打开！！！
HAL_TIM_Base_Start(&htim1);
HAL_TIM_IC_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_3);//启动输入捕获函数
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_4);//需要通道4捕获完成后通过中断通知我们
//在启动输入捕获函数后加_IT,即开启通道4的输入捕获中断

char message[20] = "";//拼接字符串变量
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  //Trig：
	  HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO_Port, Trig_Pin, GPIO_PIN_SET);
	  HAL_Delay(1);
	  HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO_Port, Trig_Pin, GPIO_PIN_RESET);

	  //防止经过自动重装载后下降沿时间小于上升沿时间，因此在触发测量后，
	  //让其重新从0开始计数
	  __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, 0);
	  HAL_Delay(20);//执行其它任务，这里用延时替代
	  //测量完成的下降沿发生时，通道4会通过中断提醒我们

	  //OLED：
	  OLED_NewFrame();
	  sprintf(message,"距离：%.2fcm",distance);
	  OLED_PrintString(0,0,message,&font16x16, OLED_COLOR_NORMAL);
	  OLED_ShowFrame();

	  HAL_Delay(500);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

文章到这里就结束了，创造不易，如果喜欢的话点个关注，点个赞，谢谢大家

# stm32 # 嵌入式硬件 # 单片机
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