第七章 V1.5 STM32超声波测距——基于STM32F103C8T6的超声波避障小车设计

简介：
本章节聚焦于使用STM32F103C8T6微控制器进行超声波测距技术的应用，详细探讨了如何设计并实现一款具备自动避障功能的小车系统。 第七章-V1.5 STM32超声波测距系统设计 STM32超声波测距系统是基于STM32F103C8T6微控制器的一种应用实例，它利用HCSR04模块等超声波传感器进行障碍物检测与距离测量。STM32F103C8T6是一款常用的ARM Cortex-M3架构的微控制器，适用于低成本、高性能的嵌入式应用场景。 **测距原理** MCU通过给HCSR04模块的Trig引脚输出一个大于10微秒（us）的高电平脉冲来触发超声波信号发送。传感器接收到回波后会在Echo引脚上产生与回波时间成比例的高电平信号，测量该信号的时间可以计算出障碍物的距离。距离公式为：距离 = (高电平时间 × 声速) / 2，其中声速通常取340 ms（标准温度和压力下）。 **软件实现** 产生10us的脉冲输出可以通过MCU的GPIO端口完成；而读取Echo脚的时间信号则需要使用定时器的输入捕获功能。通过将定时器配置为输入捕获模式，可以精确测量超声波往返时间。 **硬件设计** 在硬件方面，涉及对STM32F103C8T6微控制器GPIO引脚进行设置（如推挽输出模式），以及使用定时器来测量Echo信号的高电平持续时长。为了初始化输入捕获功能，需要配置相关的定时器通道和GPIO端口属性。 **学习资源** 视频教程与相关文档是理解和掌握STM32超声波测距系统设计的重要途径之一，通过这些资料可以更直观地理解项目实施的过程及编程方法。用户可以通过动手实践和代码示例来学习如何使用该开发板实现智能小车的避障功能。 **项目概述** STM32超声波测距系统的构建涵盖了嵌入式系统开发中的多个方面，包括硬件选择、电路连接、程序控制以及调试等环节。通过合理的设计方案，最终可以实现在不同场景下的有效障碍规避能力（例如自动寻迹小车、遥控车辆或机器人）。 **版本说明** 在V1.5版本中主要介绍了基于库函数的智能小车开发方法，支持的功能包括循迹避障、跟随控制等。而在更高级别的V3.3版本，则进一步引入了HAL库的支持，并增加了诸如PID速度和轨迹控制算法以及实时操作系统（RTOS）的应用。 总体来说，STM32超声波测距系统是一个结合硬件设计、软件编程及复杂算法实现的综合性项目，对于学习嵌入式系统的初学者与进阶开发者而言都是一个极具挑战性且实用的学习平台。