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一个定时器 四个channel复用映射 实现超声波四路测距

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楼主
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 12:59 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
定时器, 定时, 声波, channel, AN
闲来无事，转眼就要开学了，学长说超声波测距用多个定时器太low了，而且还不让用定时器计时高电平时间的方法，对此学长的建议，我虚心接受，并在他的帮助教学下，完成了一个定时器四个channal复用映射 实现超声波四路测距，极大的优化了超声波测距的方法。鉴于超声波模块的测距原理网上很多，在此不再赘述，网上关于超声波测距的方法也很多，建议阅读此文章。下面进入本篇正片。

本超声波测距方式基于hal库，参考了正点原子的滴答定时器延时函数（非阻塞型延时），进行1ms一次的超声波测距发送触发trig函数（拉高拉低某一I/O电平 时间间隔为40us）

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void SysTick_Handler(void)

{

  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */



  /* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */

  HAL_IncTick();

  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */

    hcsr04_send();

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */

}//1ms 进一次

 



void hcsr04_send()

{ 

    //GPIOB->ODR|=1<<5;      //PB.5 Êä³ö¸ß

    //GPIOB->ODR=0x00000010||GPIOB->IDR;

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);



    delay_us(40);



    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);

    

}


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沙发
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 12:59 | 只看该作者
至此，单片机已经能触发超声波模块的trig口，echo口已经能发送回波，我们需要测量超声波模块echo口的回波持续高电平时间。那么我们先完成一路超声波测回波时间，首先我们对于定时器3进行初始化，选择上升沿捕获，配置通道1，开启TIM3捕获通道1，使能中断更新，设置中断优先级，开启ITM3中断通道，使能TIM3时钟，复用推挽输入此channel对应的I/O，下拉，高速模式。打开定时器3中断服务函数。后来发现此通道的定时器捕获通道被LCD屏幕占用，果断选择I/O复用功能，查询数据手册得知STM32F103ZET6     TIM3四个捕获通道可全部复用到PC6至PC9。初始化至此完成。代码为配置四路复用I/O后的。

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板凳
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:00 | 只看该作者
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TIM_HandleTypeDef TIM3_Handler;      //¶¨Ê±Æ÷¾ä±ú 

//TIM_HandleTypeDef TIM4_Handler;      //¶¨Ê±Æ÷¾ä±ú 

//ͨÓö¨Ê±Æ÷3Öжϳõʼ»¯

//arr£º×Ô¶¯ÖØ×°Öµ¡£

//psc£ºÊ±ÖÓÔ¤·ÖƵÊý

//¶¨Ê±Æ÷Òç³öʱ¼ä¼ÆËã·½·¨:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.

//Ft=¶¨Ê±Æ÷¹¤×÷ƵÂÊ,µ¥Î»:Mhz

//ÕâÀïʹÓõÄÊǶ¨Ê±Æ÷3!

void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc)

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地板
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:00 | 只看该作者
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{  

        TIM_IC_InitTypeDef TIM3_CH1Config;  

    

    TIM3_Handler.Instance=TIM3;                          //ͨÓö¨Ê±Æ÷3

    TIM3_Handler.Init.Prescaler=psc;                     //·ÖƵϵÊý

    TIM3_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;    //ÏòÉϼÆÊýÆ÷

    TIM3_Handler.Init.Period=arr;                        //×Ô¶¯×°ÔØÖµ

    TIM3_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;//ʱÖÓ·ÖƵÒò×Ó

    HAL_TIM_IC_Init(&TIM3_Handler);                        //³õʼ»¯ÊäÈ벶»ñʱ»ù²ÎÊý

    

    TIM3_CH1Config.ICPolarity=TIM_ICPOLARITY_RISING;    //ÉÏÉýÑز¶»ñ

    TIM3_CH1Config.ICSelection=TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;//Ó³Éäµ½TI1ÉÏ

    TIM3_CH1Config.ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;          //ÅäÖÃÊäÈë·ÖƵ£¬²»·ÖƵ

    TIM3_CH1Config.ICFilter=0;                          //ÅäÖÃÊäÈëÂ˲¨Æ÷£¬²»Â˲¨

    HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH1Config,TIM_CHANNEL_1);//ÅäÖÃTIM3ͨµÀ1

      HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH1Config,TIM_CHANNEL_2);//ÅäÖÃTIM3ͨµÀ2

      HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH1Config,TIM_CHANNEL_3);//ÅäÖÃTIM3ͨµÀ3

      HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH1Config,TIM_CHANNEL_4);//ÅäÖÃTIM3ͨµÀ4

    

    HAL_TIM_IC_Start_IT(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //¿ªÆôTIM3µÄ²¶»ñͨµÀ1£¬²¢ÇÒ¿ªÆô²¶»ñÖжÏ

    HAL_TIM_IC_Start_IT(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_2);   //¿ªÆôTIM3µÄ²¶»ñͨµÀ2£¬²¢ÇÒ¿ªÆô²¶»ñÖжϠ   

    HAL_TIM_IC_Start_IT(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_3);   //¿ªÆôTIM3µÄ²¶»ñͨµÀ3£¬²¢ÇÒ¿ªÆô²¶»ñÖжÏ

        HAL_TIM_IC_Start_IT(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_4);   //¿ªÆôTIM3µÄ²¶»ñͨµÀ4£¬²¢ÇÒ¿ªÆô²¶»ñÖжÏ





    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&TIM3_Handler,TIM_IT_UPDATE);   //ʹÄܸüÐÂÖжÏ

    

        HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,0);    //ÉèÖÃÖжÏÓÅÏȼ¶£¬ÇÀÕ¼ÓÅÏȼ¶2£¬×ÓÓÅÏȼ¶0

    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);          //¿ªÆôITM3ÖжÏͨµÀ  

    __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();            //ʹÄÜTIM3ʱÖÓ



  TIM3_Init(65535,72-1);           //¶¨Ê±Æ÷3³õʼ»¯



    HAL_TIM_IC_Start_IT(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_1);   

    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&TIM3_Handler,TIM_IT_UPDATE);   

}

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5楼
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:00 | 只看该作者
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//¶¨Ê±Æ3µ×²ãÇý¶¯£¬Ê±ÖÓʹÄÜ£¬Òý½ÅÅäÖÃ

//´Ëº¯Êý»á±»HAL_TIM_IC_Init()µ÷ÓÃ

//htim:¶¨Ê±Æ÷3¾ä±ú

void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

    __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();            //ʹÄÜTIM5ʱÖÓ

    __HAL_AFIO_REMAP_TIM3_ENABLE(); //TIM3 ???????????

        __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();                  //¿ªÆôGPIOBʱÖÓ

        //__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE(); //?????? IO ??

    

    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7| GPIO_PIN_8| GPIO_PIN_9;           //PA0

    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_INPUT;     //¸´ÓÃÍÆÍìÊäÈë

    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;        //ÏÂÀ­

    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//¸ßËÙ

    HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);

    

    

    HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,0);    //ÉèÖÃÖжÏÓÅÏȼ¶£¬ÇÀÕ¼ÓÅÏȼ¶2£¬×ÓÓÅÏȼ¶0

    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);          //¿ªÆôITM5ÖжÏͨµÀ  

}

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6楼
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:01 | 只看该作者
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//¶¨Ê±Æ÷3ÖжϷþÎñº¯Êý

void TIM3_IRQHandler(void)

{

    HAL_TIM_IRQHandler(&TIM3_Handler);                //¶¨Ê±Æ÷¹²Óô¦Àíº¯Êý

}

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7楼
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:01 | 只看该作者
定义四个变量，分别为pre_tim3_count[1],sec_tim3_count[1],flag[1],scr04_count[1],注意，此方法的核心是通过捕获上升沿与下降沿所触发的时刻计数值，记录这两个值，得到高电平时间，也就完成了测距。在初始化中，将捕获定时器的定时触发时间设置为65.5ms溢出，注意，由超声波模块的使用手册可以得知这个捕获时间也就是在trig收到高低电平时间后的时间至下一次trig收到高低电平的时间间隔，理想的一次超声波测距应该是在第一个if判断标志位里的操作，此时测量超声波模块返回高电平的时间恰好在我们定时器计数的65.5ms之内，注意，若在测量超声波模块高电平中的某一时刻定时器发生了溢出，计数清零，那么会出现这个if后的else情况此时我们将定时器捕获方式改为下降沿捕获，此时才能得到回波信号的转换为低电平的时间计数点。

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8楼
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:02 | 只看该作者
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void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//²¶»ñÖжϷ¢ÉúʱִÐÐ

{

    if(htim == &TIM3_Handler)

    {

            

        /*****************³¬Éù²¨Í¨µÀ1 PC6********************************************/

        

        if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)

        {

            if(!flag[1])

            {

                //HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);

                pre_tim3_count[1] = __HAL_TIM_GetCounter(&TIM3_Handler);

                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_1,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);

                flag[1] = !flag[1];

            }

            else

                {

                    sec_tim3_count[1] = __HAL_TIM_GetCounter(&TIM3_Handler);

                    __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_1,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);

                    

                    if(pre_tim3_count[1] > pre_tim3_count[1])

                    {

                        scr04_count[1] = sec_tim3_count[1] - pre_tim3_count[1];

                    }

                    else

                    {

                        scr04_count[1] = 65535 - pre_tim3_count[1] + sec_tim3_count[1]+1;

                    }

                    flag[1] = !flag[1];

                }    

            }

        /*****************³¬Éù²¨Í¨µÀ1 PC6********************************************/        





            

            

        /*****************³¬Éù²¨Í¨µÀ2 PC7********************************************/            

        if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)

        {

            

            if(!flag[2])

            {



                pre_tim3_count[2] = __HAL_TIM_GetCounter(&TIM3_Handler);

                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_2,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);

                flag[2] = !flag[2];

            }

            else

            {

                sec_tim3_count[2] = __HAL_TIM_GetCounter(&TIM3_Handler);

                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_2,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);

                

                if(pre_tim3_count[2] > pre_tim3_count[2])

                {

                    scr04_count[2] = sec_tim3_count[2] - pre_tim3_count[2];

                }

                else

                {

                    scr04_count[2] = 65535 - pre_tim3_count[2] + sec_tim3_count[2]+1;

                }

                flag[2] = !flag[2];

            }    

        }        

        

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9楼
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:02 | 只看该作者
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  if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_3)

        {    

            if(!flag[3])

            {

                pre_tim3_count[3] = __HAL_TIM_GetCounter(&TIM3_Handler);

                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_3,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);

                flag[3] = !flag[3];

            }

            else

            {

                sec_tim3_count[3] = __HAL_TIM_GetCounter(&TIM3_Handler);

                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_3,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);

                

                if(pre_tim3_count[3] > pre_tim3_count[3])

                {

                    scr04_count[3] = sec_tim3_count[3] - pre_tim3_count[3];

                }

                else

                {

                    scr04_count[3] = 65535 - pre_tim3_count[3] + sec_tim3_count[3]+1;

                }

                flag[3] = !flag[3];

            }    

            }        

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10楼
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:02 | 只看该作者
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        if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_4)

        {    

            if(!flag[4])

            {

                pre_tim3_count[4] = __HAL_TIM_GetCounter(&TIM3_Handler);

                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_4,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);

                flag[4] = !flag[4];

            }

            else

            {

                sec_tim3_count[4] = __HAL_TIM_GetCounter(&TIM3_Handler);

                __HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_4,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);

                

                if(pre_tim3_count[4] > pre_tim3_count[4])

                {

                    scr04_count[4] = sec_tim3_count[4] - pre_tim3_count[4];

                }

                else

                {

                    scr04_count[4] = 65535 - pre_tim3_count[4] + sec_tim3_count[4]+1;

                }

                flag[4] = !flag[4];

            }    

            }        

        }

    }

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11楼
欢乐家园|  楼主 | 2023-8-27 13:03 | 只看该作者
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READ一下就完成啦。



void hcsr04_read()

{

//    if(TIM3CH1_CAPTURE_STA & 0x80)    //

//    {

//        time = TIM3CH1_CAPTURE_STA & 0x3F;    //

//        time *= 65536;        //

//        time += TIM3CH1_CAPTURE_VAL;    //

//        distance = time * 342.62*100/2000000;

//        LCD_ShowxNum(20, 250, distance, 20, 16, 0);

//        TIM3CH1_CAPTURE_STA = 0;

//    }

    

    distance[1] = (uint16_t)((scr04_count[1] * 342.62 * 100.0)/2000000.0);

//    LCD_ShowString(0, 235, 20, 20, 16, "ONE");

//    LCD_ShowxNum(40, 235, distance[1], 6, 16, 0);

    

    distance[2] = (uint16_t)((scr04_count[2] * 342.62 * 100.0)/2000000.0);

//    LCD_ShowString(0, 255, 20, 20, 16, "TWO");

//    LCD_ShowxNum(40, 255, distance[2], 6, 16, 0);    

    

    distance[3] = (uint16_t)((scr04_count[3] * 342.62 * 100.0)/2000000.0);

//    LCD_ShowString(0, 275, 20, 20, 16, "TRE");

//    LCD_ShowxNum(40, 275, distance[3], 6, 16, 0);    

    

    distance[4] = (uint16_t)((scr04_count[4] * 342.62 * 100.0)/2000000.0);

//    LCD_ShowString(0, 295, 20, 20, 16, "FOU");

//    LCD_ShowxNum(40, 295, distance[4], 6, 16, 0);    

}

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