• STM32开发——感应垃圾桶（舵机、超声波测距、振动检测）

    目录

    1.项目需求

    2.sg90舵机介绍及实战

    3.声波测距

    4.感应垃圾桶

    4.1GPIO口设置

    4.2代码实现

    1.项目需求

    • 检测靠近时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖
    • 发生震动时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖
    • 按下按键时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖

    2.sg90舵机介绍及实战

    PWM波的频率不能太高，大约50HZ，即周期=1/频率=1/50=0.02s，20ms左右。

    确定  定时时间=1/频率


    其中：
    Tclk：定时器的输入时钟频率（单位MHZ）
    Tout：定时器溢出时间（单位为us）
    .TIM_Period = arr； eg；4999
    .TIM_Prescaler = psc； eg：7199
    Tout = （（4999+1）×（7199+1））/72000000 = 0.5s = 500ms

    如果周期为20ms，则 PSC=7199，ARR=199

    角度控制

    • 0.5ms-------------0度； 2.5% 对应函数中CCRx为5
    • 1.0ms------------45度； 5.0% 对应函数中CCRx为10
    • 1.5ms------------90度； 7.5% 对应函数中CCRx为15
    • 2.0ms-----------135度； 10.0% 对应函数中CCRx为20
    • 2.5ms-----------180度； 12.5% 对应函数中CCRx为25

    需求：
    每隔1s，转动一个角度：0度 --> 45度 --> 90度 --> 135度 --> 180度 --> 0度

    main函数代码

    1.   while (1)
    2.   {
    3.     /* USER CODE END WHILE */
    4. 		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5);
    5. 		HAL_Delay(1000);
    6. 		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 10);
    7. 		HAL_Delay(1000);
    8. 		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 15);
    9. 		HAL_Delay(1000);
    10. 		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20);
    11. 		HAL_Delay(1000);
    12. 		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 25);
    13. 		HAL_Delay(1000);
    14.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    15.   }

    记得在定时器初始化后产生PWM波

    HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);  //放在在定时器初始化后

    3.声波测距

    • 怎么让它发送波

    Trig ，给Trig端口至少10us的高电平

    • 怎么知道它开始发了

    Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波

    • 怎么知道接收了返回波

    Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了

    • 怎么算时间

    Echo引脚维持高电平的时间！
    波发出去的那一下，开始启动定时器
    波回来的拿一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间

    • 怎么算距离

    距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2

     需求：
    使用超声波测距，当手离传感器距离小于5cm时，LED1点亮，否则保持不亮状态。

    STM32中HAL库没有定时10us的函数，用定时器封装一个us的延时函数。

    定时器配置：
    使用 TIM2 ，只用作计数功能，不用作定时。
    将 PSC 配置为71，则计数 1 次代表 1us 。

     编写微秒级函数：

    1. //使用TIM2来做us级延时函数
    2. void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
    3. {
    4. /* 使能定时器2计数 */
    5. __HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
    6. __HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);
    7. while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2) < ((1 * n_us)-1) );
    8. /* 关闭定时器2计数 */
    9. __HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
    10. }

    编程思路

    //1. Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
    //2. echo由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
    //波发出去的那一下，开始启动定时器
    //3. 由高电平跳转回低电平，表示波回来了 //波回来的那一下，我们开始停止定时器
    //4. 计算出中间经过多少时间
    //5. 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2（计数1次表示1us）
    //每500毫秒测试一次距离

    计算距离的子函数

    1. float sound_range(void)   //返回个距离?
    2. {
    3. 	uint16_t cnt;
    4. 	//1. Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
    5. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET);
    6. 	delay_us(15);
    7. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET);
    8. 	//2. echo由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
    9. 	//波发出去的那一下，开始启动定时器
    10. 	while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_7) == GPIO_PIN_RESET);	
    11. 	__HAL_TIM_SetCounter(&htim2,0);  //定时器计数记得复位  运行了，感觉要不要都可以
    12. 	HAL_TIM_Base_Start(&htim2);    //也可以用启动定时器函数__HAL_TIM_ENABLE(&htim2) 后面用disable
    13. 	
    14. 	//3. 由高电平跳转回低电平，表示波回来 //波回来的那一下，我们始停止定时器
    15. 	while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_7) == GPIO_PIN_SET);
    16. 	HAL_TIM_Base_Stop(&htim2);
    17. 	//4. 计算出中间经过多少时
    18. 	cnt=__HAL_TIM_GetCounter(&htim2);
    19. 	//5. 距离 = 速度 340m/s* 时间/2（计1次表1us
    20. 	return (340*cnt*0.000001/2*100);  //返回的是cm
    21. 	
    22. }

    主函数的代码

    1. float distance;
    2.  
    3. while (1)
    4.   {
    5.     /* USER CODE END WHILE */
    6.  
    7.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    8. 		distance=sound_range();      //获得距离
    9. 		if(distance<5)               //根据距离进行不同操作
    10. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
    11. 		else
    12. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
    13. 		
    14. 		HAL_Delay(500);
    15.   }

    4.感应垃圾桶

    项目需求：

    • 超声波感应到物体靠近，打开垃圾桶（蜂鸣器响一下）（舵机到一定角度）物体移开1s后关闭（蜂鸣器响一下）
    • 按键后打开垃圾桶（蜂鸣器响一下）（舵机到一定角度）2s后关闭（蜂鸣器响一下）
    • 震动后打开垃圾桶（蜂鸣器响一下）（舵机到一定角度）2s后关闭（蜂鸣器响一下）

    超声波模块：  用定时器2
    Trig      --    PB6    （发出10us低）
    Echo    -- PB7    （低到高到低）
    PA4用于超声波模块中断（低电平触发中断）
    无限遥控按键（433M）：（变为高电平）
    D0（A按键）-- PA1（中断）
    震动传感器：（发出低电平）
    D0 -- PB5（中断）
    VCC -- 5V


    sg90舵机：  用定时器4
    PWM -- PB9     （有效电平为高）
    LED灯：（需要低电平）
    LED1 -- PB8
    蜂鸣器：（低电平响）
    IO -- PB4
    VCC -- 3V3

    4.1GPIO口设置

    4.2代码实现

     中断中使用延时函数（放在定时器初始化后）

    HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0);

    定时器4初始化后产生PWM波（放在定时器初始化后）

    HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_4);

    中断服务函数

    1. void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
    2. {
    3. /* 使能定时器2计数 */
    4. __HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
    5. __HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);
    6. while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2) < ((1 * n_us)-1) );
    7. /* 关闭定时器2计数 */
    8. __HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
    9. }
    10.  
    11. float sound_range(void)   //返回个距离?
    12. {
    13. 	uint16_t cnt;
    14. 	//1. Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
    15. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET);
    16. 	TIM2_Delay_us(15);
    17. 	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET);
    18. 	//2. echo由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
    19. 	//波发出去的那一下，开始启动定时器
    20. 	while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_7) == GPIO_PIN_RESET);	
    21. 	__HAL_TIM_SetCounter(&htim2,0);  //定时器计数记得复位  运行了，感觉要不要都可以
    22. 	HAL_TIM_Base_Start(&htim2);    //也可以用启动定时器函数__HAL_TIM_ENABLE(&htim2) 后面用disable
    23. 	
    24. 	//3. 由高电平跳转回低电平，表示波回来 //波回来的那一下，我们始停止定时器
    25. 	while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_7) == GPIO_PIN_SET);
    26. 	HAL_TIM_Base_Stop(&htim2);
    27. 	//4. 计算出中间经过多少时
    28. 	cnt=__HAL_TIM_GetCounter(&htim2);
    29. 	//5. 距离 = 速度 340m/s* 时间/2（计1次表1us
    30. 	return (340*cnt*0.000001/2*100);  //返回的是cm
    31. 	
    32. }	
    33.  
    34. //重写外部中断服务函数
    35. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
    36. {
    37. 	switch(GPIO_Pin){
    38. 			
    39. 		case (GPIO_PIN_4): 
    40. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
    41. 			HAL_Delay(500);
    42. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
    43.  
    44. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET); //蜂鸣器响一声
    45. 			HAL_Delay(500);
    46. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET); //蜂鸣器关
    47. 			__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 25);   //打开舵机90度
    48. 			HAL_Delay(2000);
    49. 			__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 5);   //关闭舵机0度
    50. 			break;
    51. 		case (GPIO_PIN_1): 
    52. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
    53. 			HAL_Delay(500);
    54. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
    55. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET); //蜂鸣器响一声
    56. 			HAL_Delay(500);
    57. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET); //蜂鸣器关
    58. 			__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 25);   //打开舵机90度
    59. 			HAL_Delay(2000);
    60. 			__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 5);   //关闭舵机0度
    61. 			break;	
    62. 		case (GPIO_PIN_5):   
    63. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
    64. 			HAL_Delay(500);
    65. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
    66. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET); //蜂鸣器响一声
    67. 			HAL_Delay(500);
    68. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET); //蜂鸣器关
    69. 			__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 25);   //打开舵机90度
    70. 			HAL_Delay(2000);
    71. 			__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 5);   //关闭舵机0度
    72. 			break;	
    73. 	}
    74. }

    main函数

    1. float distance;
    2.  
    3. HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0);
    4.  
    5. HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_4); 
    6.  
    7. while (1)
    8.   {
    9.     /* USER CODE END WHILE */
    10.  
    11.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    12. 		//1.距离小于5cm进入中断
    13. 		distance=sound_range();      //获得距离
    14. 		if(distance<5){               //如果距离小于5cm，拉低PA4进入中断
    15. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);
    16. 			HAL_Delay(5);
    17. 			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);	
    18. 		}
    19. 		//2.无限遥控按键（433M）：D0（A按键）-（PA1变为高电平）//- 进入中断
    20. 		//3.震动传感器：（发出低电平）---PB5变为低电平----进入中断
    21.  
    22. 		//__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 25);   //关闭舵机0度
    23. 		HAL_Delay(500);
    24.   }

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_67794575/article/details/131101026