《嵌入式項目開發(fā)與管理》課件-7.超聲波測距

移動應(yīng)用開發(fā)探索超聲波測距模塊探索超聲波測距模塊探索超聲波測距模塊超聲波測距傳感器SR04學(xué)習(xí)目標(biāo)介紹超聲波障礙物測距原理詳解SR04超聲波測距模塊工作原理分析超聲波測距模塊驅(qū)動超聲波障礙物測距原理超聲波障礙物測距原理超聲波障礙物測距原理距離振動回波大小形狀運動方式確定超聲波障礙物測距原理壓電效應(yīng)制造機械振動，從而產(chǎn)生超聲波。磁致伸縮效應(yīng)超聲波障礙物測距原理超聲波雷達超聲波障礙物測距原理聲波速度340m/st2t1

超聲波障礙物測距原理汽車駕駛輔助物流追蹤安防監(jiān)控工業(yè)自動化智能家居醫(yī)療設(shè)備SR04超聲波測距模塊SR04超聲波測距模塊HC-SR04通用超聲波傳感器SR04超聲波測距模塊HC-SR04通用超聲波傳感器SR04超聲波測距模塊工作電壓5V最小靜態(tài)電流<5mA探測方位2CM-700CM精度0.3CM最大測量角度15°SR04超聲波測距模塊VCCTriggerEchoGNDSR04超聲波測距模塊觸發(fā)信號10μs的TTL模塊內(nèi)部發(fā)出信號循環(huán)發(fā)出8個40KHz脈沖回響電平輸出與檢測距離成正比向控制端發(fā)送啟動信號(60MS)發(fā)送聲波脈沖（發(fā)射器）監(jiān)測回聲信號（接收器）反饋高電平脈沖SR04超聲波測距模塊Echo端的反饋信號持續(xù)時間：T模塊與障礙物的距離：S

模塊障礙物分析超聲波測距模塊驅(qū)動分析超聲波測距模塊驅(qū)動供電啟動信號接收端信號使用開發(fā)板5V電源GPIO輸出以及定時器EXTI與定時器分析超聲波測距模塊驅(qū)動驅(qū)動目標(biāo)2GPIO+微秒定時器供電啟動信號接收端信號使用開發(fā)板5V電源GPIO輸出以及定時器EXTI與定時器探索超聲波測距模塊探索超聲波測距模塊SR04的工作過程SR04的控制邏輯探索超聲波測距模塊探索超聲波測距模塊復(fù)習(xí)GPIO、定時器、外部中斷等外設(shè)操作知識移動應(yīng)用開發(fā)實施SR04驅(qū)動實施SR04驅(qū)動（上）實施SR04驅(qū)動（上）課程導(dǎo)入HC-SR04傳感器優(yōu)點：應(yīng)用廣泛性能穩(wěn)定具備優(yōu)秀的操作性內(nèi)容介紹驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)驅(qū)動傳感器步驟分析驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)目標(biāo)與檢驗?zāi)繕?biāo)：驅(qū)動SR04，顯示結(jié)果。測試：觀察障礙物距離變化的效果。驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)目標(biāo)與檢驗?zāi)繕?biāo)：驅(qū)動SR04，顯示結(jié)果。測試：觀察障礙物距離變化的效果。驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)目標(biāo)與檢驗?zāi)繕?biāo)：驅(qū)動SR04，顯示結(jié)果。測試：觀察障礙物距離變化的效果。驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)SR04GNDVCCTRIGECHO32微控制器GNDVCCPE0PE1驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)SR04GNDVCCTRIGECHO32微控制器GNDVCCPE0PE1外設(shè)作用PE0輸出啟動信號PE1輸入返回信號定時器計時實施SR04驅(qū)動（上）實施SR04驅(qū)動（上）設(shè)計底層3項驅(qū)動代碼驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)RCC->AHB1ENRGPIOE->MODERGPIOE->OTYPERGPIOE->OSPEEDRGPIOE->PUPDR時鐘使能引腳模式輸出類型輸出速率上下拉設(shè)置驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)GPIOE->BSRRHGPIOE->BSRRL高電平設(shè)置低電平設(shè)置RCC->AHB1ENRGPIOE->MODERGPIOE->OTYPERGPIOE->OSPEEDRGPIOE->PUPDR時鐘使能引腳模式輸出類型輸出速率上下拉設(shè)置驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)voidGPIOE0_Init(){ RCC->AHB1ENR|=1<<4; GPIOE->MODER&=~(3<<0); GPIOE->MODER|=(1<<0); GPIOE->OTYPER&=~(1<<0); GPIOE->OSPEEDR|=(3<<0); GPIOE->PUPDR&=~(3<<0); GPIOE->PUPDR|=(2<<0);}voidSW_E0(intc){ if(c==0) GPIOE->BSRRH=1<<0; else GPIOE->BSRRL=1<<0;}初始化函數(shù)初始化函數(shù)驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)RCC->AHB1ENRGPIOE->MODERGPIOE->PUPDR時鐘使能引腳模式上下拉設(shè)置EXTI-1SYSCFG->EXTICR[0]EXTI1_Handler中斷線映射中斷回調(diào)函數(shù)驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)啟動信號，大于10us。信號返回，精度大于3mm。連續(xù)啟動間隔大于60ms。驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)定時器2AR*PSC=Tgap*FrTgap=10usFr=84MhzAR*PSC=840AR=10PSC=84驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)voidTIM2_IRQHandler(void){ intr=TIM2->SR&0x0001; if(r!=0) { TIM2->SR&=~(1<<0); US_Tick++; }}驅(qū)動傳感器三個核心外設(shè)voidTIM2_IRQHandler(void){ intr=TIM2->SR&0x0001; if(r!=0) { TIM2->SR&=~(1<<0);

US_Tick++; }}實施SR04驅(qū)動（上）實施SR04驅(qū)動（上）驅(qū)動傳感器步驟分析驅(qū)動傳感器步驟分析啟動信號，高電平。維持10us延時。延時結(jié)束，低電平。Echo等待高電平，記錄T1。Echo等待低電平，記錄T2。計算T2-T1輸出結(jié)果實施SR04驅(qū)動（上）實施SR04驅(qū)動（上）注意事項保證三項驅(qū)動的可靠性，實踐獨立檢測方法。狀態(tài)編程中需要設(shè)置哪些狀態(tài)量或過程量。有可能出現(xiàn)哪些異常情況，應(yīng)對策略如何？實施SR04驅(qū)動（下）實施SR04驅(qū)動（下）主講教師：何威課程導(dǎo)入狀態(tài)機——常用的編程模型描述系統(tǒng)的狀態(tài)和狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則作用實施SR04驅(qū)動（下）實施SR04驅(qū)動（下）主講教師：何威課程導(dǎo)入狀態(tài)機實現(xiàn)過程定義狀態(tài)狀態(tài)切換狀態(tài)事件處理內(nèi)容介紹狀態(tài)編程的思路編程開發(fā)過程中的問題及解決方案實踐與測試操作狀態(tài)編程的思路實施SR04驅(qū)動（下）實施SR04驅(qū)動（下）啟動信號，高電平。維持10us延時。延時結(jié)束，低電平。Echo等待低電平，記錄T2。Echo等待高電平，記錄T1。計算T2-T1輸出結(jié)果狀態(tài)編程的思路State:1Tmp:USTickState:2State:3if(USTick–Tmp1>1) State=3SW_E0(1);Tmp=USTickState=2SW_E0(0);State=4狀態(tài)編程的思路State:4T1:USTickState:5T2:USTickState:6if(Check_E1()==1){ T1=USTick; State=5} if(Check_E1()==0){ T2=USTick; State=6} Result=T2–T1實施SR04驅(qū)動（下）實施SR04驅(qū)動（下）注意事項while(1){ if(State==1) …… elseif(State==2) ……}實施SR04驅(qū)動（下）實施SR04驅(qū)動（下）注意事項State:狀態(tài)記錄T1T2Tmp:記錄時間狀態(tài)編程中需要設(shè)置哪些狀態(tài)量或過程量實施SR04驅(qū)動（下）實施SR04驅(qū)動（下）如何讓兩次操作的時間間隔不得大于60ms？編程開發(fā)過程中的問題編程開發(fā)過程中的問題有哪些可能出現(xiàn)哪些異常情況，應(yīng)對策略如何？狀態(tài)4Echo等待高電平，記錄T1。TimeOut=USTick；//狀態(tài)3設(shè)置if(USTick–TimerOUT>100) State=0；//設(shè)備異常編程開發(fā)過程中的問題有哪些可能出現(xiàn)哪些異常情況，應(yīng)對策略如何？狀態(tài)5Echo等待低電平，記錄T2。實踐與測試操作實踐與測試操作實踐與測試操作實踐展示10us級時間戳，方法是先實現(xiàn)一個秒級時間戳以及其延時函數(shù)，每延時一秒打印一次10us級時間戳的遞增全局變量值，看看與上一次打印值相差是否合理。PE0輸出?？梢韵葘懸粋€測試程序，每個一秒變換輸出電平。使用示波器或者萬用表查看效