HY-SRF05 超声波测距模块

电气参数	HY-SRF05 超声波模块
工作电压	DC 5 V (4.5V 至 5.5V)
工作电流	15mA (10 至 40mA)
工作频率	40Hz
静态电流	小于2mA
最远射程	4.5m
最近射程	2cm
测量角度	15 度
输入触发信号	10uS 的 TTL 脉冲
输出回响信号	输出 TTL 电平信号，与射程成比例
规格尺寸	452015mm

实物规格

引脚接线

VCC	5V	电源
GND	GND	接地
TRIG	PB1	触发控制，信号输入（对模块而言是输入）
ECHO	PB0	回响信号输出
OUT	不接	开关量输出（当报警模块使用）

工作原理

(1) 采用IO 口TRIG 触发测距，给至少10us 的高电平信号;
(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，通过IO 口ECHO 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(340m/s) ) /2;

超声波测距原理是在超声波发射装置发出超声波，它的根据是接收器接到超声波时的时间差，与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。

超声波测距原理_百度百科 (baidu.com)

时序图

以上时序图表明你只需要提供一个10uS 以上脉冲触发信号，该模块内部将发出8 个40kHz 周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号.

回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。
由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
公式: ： uS/58=厘米或者uS/148=英寸或距离=高电平时间*声速(340m/s)/2;

距离计算公式的推导在本博客公式推导部分
注: 1、此模块不宜带电连接，若要带电连接，则先让模块的GND端先连接,否则会影响模块的正常工作。
2、测距时, 被测物体的面积不少于0.5 平方米且平面尽量要求平整，否则影响测量的结果。

3.建议测量周期为60ms 以上，以防止发射信号对回响信号的影响.

公式推导

Distance=340m/s*time/2=34000cm*time/1000000us/2==time/58

Distance单位为cm,time单位为us

模块可测距离为：2cm-450cm

代入公式，可得time范围为116us~26100us

英文手册

Echo : The pulse length is propotional to the distance from the obstacle ( 100usec to 25ms, times out if 30ms)

译文：回声:脉冲长度与障碍物的距离成正比(100us到25ms, 30ms超时)

则可以令定时器1us计数一次，即1MHz,计数频率为72M/72=1M，计数器可以为60000，可以计数60000次，绰绰有余。

驱动代码

这个函数用来处理多组测量的距离，减小误差。数据排序采用冒泡算法

【排序算法】1.冒泡排序-C语言实现-CSDN博客

有能力的同学可以学学其他较好的排序算法

/**
  * @brief          统分函数的英文名称是trimmean,又叫修剪函数
  * @param      	Data-待处理数组 ,len-数组长度,deleted_bothdata-去掉的最大值的个数=去掉的最小值的个数
  * @retval         去掉指定个数最大值与最小值后平均值				
  */
float Trimmean(float *Data,uint8_t len,uint8_t deleted_bothdata)
{
    uint8_t i,j,flag=0;
    float temp,sum=0;

    //冒泡排序-升序
    for(i=0;i<len-1;i++)
    {
        flag=0;
        for(j=0;j<len-1-i;j++)
        {
            if(Data[j]>Data[j+1])
            {
                temp=Data[j];
                Data[j]=Data[j+1];
                Data[j+1]=temp;
                flag=1;
            }
        }
        if(flag==0){break;}
        
    }
    for(i=deleted_bothdata;i<len-deleted_bothdata;i++)
    {
        sum+=Data[i];
    }
    return sum/(len-deleted_bothdata*2);
}

Timer.h

#ifndef             _TIMER_H_
#define				_TIMER_H_

void Timer_Init(void);
#endif

Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Timer.h"

void Timer_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 60000- 1;		
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;  //记一次数1us
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	

	TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
}

Ultrasound.h

#ifndef             _ULTRASOUND_H_
#define				_ULTRASOUND_H_

void Ultrasound_Init(void);
float Ultrasound_GetDistance(void);

#endif

Ultrasound.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Ultrasound.h"
#include "Delay.h"

#define test_num 10

void Ultrasound_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;           // 1-Trig
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    //默认输出低电平

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;           // 0-Echo
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}


void Ultrasound_Start(void)
{
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1);
    Delay_us(15);
    GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1); 
}



/*去掉最大值与最小值，求平均值函数,统分函数的英文名称是trimmean,又叫修剪函数*/
float Trimmean(float *Data,uint8_t len,uint8_t deleted_bothdata)
{
    uint8_t i,j,flag=0;
    float temp,sum=0;

    //冒泡排序-升序
    for(i=0;i<len-1;i++)
    {
        flag=0;
        for(j=0;j<len-1-i;j++)
        {
            if(Data[j]>Data[j+1])
            {
                temp=Data[j];
                Data[j]=Data[j+1];
                Data[j+1]=temp;
                flag=1;
            }
        }
        if(flag==0){break;}
        
    }
    for(i=deleted_bothdata;i<len-deleted_bothdata;i++)
    {
        sum+=Data[i];
    }
    return sum/(len-deleted_bothdata*2);
}

float Ultrasound_GetDistance(void)
{
    uint16_t time=0;        //us  
    float Distance[test_num]={0};//cm
    uint8_t i;

    for(i=0;i<test_num;i++)
    {
        Ultrasound_Start();
     
        while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)==RESET);
        if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)==SET)
        {
            TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
            while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)==SET);
            if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)==RESET)
            {
                TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);
                time=TIM2->CNT;
                TIM_SetCounter(TIM2,0);
                Distance[i]=(34000*time/1000000)/2;//cm

            }

        }
        Delay_ms(80);//测量周期60ms以上

    }
    //数据滤波，test_num次数据排序，舍弃最大最小值求平均值
     return  Trimmean(Distance,test_num,2);

}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
#include "Ultrasound.h"

float Disatance;

int main(void)
{
	OLED_Init();
	Ultrasound_Init();
	Timer_Init();
	OLED_ShowString(1,1,"000.0");
	while (1)
	{
		Disatance=Ultrasound_GetDistance();
		OLED_ShowNum(1,1,Disatance,3);
		OLED_ShowNum(1,5,(uint16_t)(Disatance*10)%1000%100%10,1);


		Delay_ms(100);
	}
}

代码分析

float Ultrasound_GetDistance(void)函数中有while和Delay延时。

阻塞延迟会影响其他任务的执行，导致它们暂时停止，等待延迟结束后才能继续执行。这种延迟方式会浪费CPU，因为在延迟期间，CPU无法执行其他任务。会影响main函数中while内的其他任务。

我们应采用更好的方法来实现功能，将会在下一篇更新。看到这里了，点个赞吧。感谢🙇‍

参考手册

HY-SRF05 使用手册明书 - 道客巴巴 (doc88.com) ------中文版

M_HY-SRF05_0003.pdf (micros.com.pl)--------------------English

原文地址:https://blog.csdn.net/m0_75090944/article/details/140419957 本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：https://www.suanlizi.com/kf/1814607185360064512.html 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系《酸梨子》网邮箱：1419361763@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

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