项目四：串口打印超声波测距

注意！！！！一定要  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

打开复用功能时钟，虽然没用复用功能。

一、串口通信基础知识

1、STM32的串口通信接口 。

        UART:通用异步收发器 。

       USART:通用同步异步收发器 。

       大容量STM32F10x系列芯片，包含3个USART和2个UART。

2、通信引脚RXD与TXD连接方式

3、通信数据流动过程 

4、需要配置的串口参数 

5、与串口相关的的库函数 

 6、库函数初始化串口步骤

 6、代码

void uart_init1(u32 bound)	{    //GPIO define    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;	  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;	 	  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//open USART1,GPIOA clk 	  USART_DeInit(USART1);  //release uart1	 //USART1_TX   PA.9    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//output mode    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // Set PA9       //USART1_RX	  PA.10    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING;//    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //Set PA10   //Usart1 NVIC  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=4 ;//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;		//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//     //USART1	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//9600;	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //}

二、超声波基础知识

前言：SR04是利用超声波特性检测距离的传感器。其带有两个超声波探头，分别用作发射和接收超声波。其测量的范围是3-500cm。

1、基本原理

（1）先使用STM32的数字引脚13向TRIG脚输入至少10us的高电平信号,触发模块的测距功能。

（2）测距功能触发后，模块将自动发出 8 个 40kHz 的超声波脉冲，并自动检测是否有信号返回，这一步由模块内部自动完成。

（3）一旦检测到有回波信号则ECHO引脚会输出高电平。高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。此时可以使用定时器获取高电平的时间， 并计算出距被测物体的实际距离。公式: 距离=高电平时间*声速(340M/S)/2。

2、电路图

 3、库函数编写流程

（1）初始化超声波引脚，打开相应管脚时钟。

（2）由于需要运用定时器测量返回的高电平的时间，所以需要对定时器（周期为1ms）进行初始化。

（3）由公式: 距离=高电平时间*声速(340M/S)/2，所以还需要编写一个函数把测量的时间转换为距离，测量五次取平均值。

三、总体编程流程

1、串口初始化（有中断），打开串口。

2、超声波管脚初始化。

3、定时器初始化（有中断）。

4、测距函数编写

4、主函数输出

四、代码（注释详细）

main.c

#include "motor.h"#include "stdio.h"#include "delay.h"#include "stm32f10x.h"#include "followline.h"#include "sys.h"#include "ultrasonic.h"u8 UART3_data,UART1_data;u8 UART3_rcv[20],UART3_rcv_count;u8 UART1_rcv[50],UART1_rcv_count,Uart1_finish;int main(void){	float length;	delay_init();//延迟初始化	uart_init1(9600);//串口初始化	ultrasonic_gpio_init();//超声波管脚初始化	ultrasonic_time2_init();//超声波定时器初始化		while(1)	{		    printf("start  work!!/n");		length=transfer_ditigal();		printf("distance:%fcm/n",length);		delay_s(1);			}}

ultrasonic.c 

#include "ultrasonic.h"#include "stm32f10x_tim.h"#include "stm32f10x_rcc.h"int overcount;//计数变量/************************超声波管脚初始化***************************************/	void ultrasonic_gpio_init(void){	//超声波发送管脚		//定义GPIO_A初始化的结构体	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct_A;	 //打开PA管脚的时钟	 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);	 //将管脚PB4特殊功能关掉	 GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);  //	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);	 //配置PA15的参数	GPIO_InitStruct_A.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;	GPIO_InitStruct_A.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15;	GPIO_InitStruct_A.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;	 //初始化PA15管脚	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct_A);	 //置PA15低位	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_15);			//超声波接收管脚		//配置PA12的参数  GPIO_InitStruct_A.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;	GPIO_InitStruct_A.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;	//初始化PA12管脚	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct_A);	}/************************************************************************************************************//********************************超声使用定时器2初始化*******************************************************/void ultrasonic_time2_init(void){	//定义TIME_2初始化的结构体	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseInitStruct_TIME2;	//打开定时器2的时钟	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);	//配置TIME_2的参数	TIM_TimeBaseInitStruct_TIME2.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;	TIM_TimeBaseInitStruct_TIME2.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;	TIM_TimeBaseInitStruct_TIME2.TIM_Period=999;	TIM_TimeBaseInitStruct_TIME2.TIM_Prescaler=71;	//初始化TIME_2	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct_TIME2);  //定义NVIC初始化的结构体	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;	//中断分组	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);	//配置NVIC的参数	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;	//中断NVIC的初始化	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);	//清除定时器TIME_2更新中断标志	TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);	//开启定时器TIME_2的中断	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);	 //使能定时器TIME_2  //TIM_Cmd(TIM2,ENABLE );	}/*************************************************************************************************************************//*********************************************距离测量函数*********************************************************************/float transfer_ditigal(void){    float length =0,sum=0;  u16 time;  unsigned int i=0;/*测则5次数据计算—次平均值*/	while(i!=5)	{    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_15);//拉高信号，作为触发信号		delay_us(20);//高电平信号超过10us    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_15);/*等待回响信号*/   while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_12) ==RESET);		TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//回响信号到来，开启定时器计数    i+=1; //每收到一次回响信号+1收到5次就计算均值    while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_12)== SET);//回响信号消失		TIM_Cmd(TIM2,DISABLE) ;//关闭定时器    time=TIM_GetCounter(TIM2);//获取计TIw2数寄存器中的计数值，一边计算回响信号时间    length=(time+overcount*1000)/58.0;//通过回响信号计算距离     sum=length+sum;    TIM2->CNT = 0; //将tiem2计数寄存器的计数值清零		overcount = 0;//中断溢出次数清零     delay_ms(1);	}    length =sum/5;	  return length;//距离作为函数返回值}/**********************************************************************************************************************/void TIM2_IRQHandler()   //TIM2中断{        if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update))//检查TIM2更新中断发生与否        {						 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);//清除TIM2更新中断标志 					   overcount++;				}}

ultrasonic.h

#ifndef __ULTRASONIC_H#define __ULTRASONIC_H#include "stm32f10x_tim.h"#include "stm32f10x_rcc.h"#include "delay.h"#include "stm32f10x.h"#include "stm32f10x_gpio.h"float transfer_ditigal(void);//距离展示void ultrasonic_gpio_init(void);//超声波管脚初始化void ultrasonic_time2_init(void);//超声波定时器初始化#endif

usart.c

#include "sys.h"#include "ultrasonic.h"#include "stdio.h"#include "sys.h"#include "usart.h"extern u8 UART3_data,UART1_data;extern u8 UART3_rcv[20],UART3_rcv_count;extern u8 UART1_rcv[50],UART1_rcv_count,Uart1_finish;//uart1 //bound:9600//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB	  #if 1#pragma import(__use_no_semihosting)             //标准库需要的支持函数                 struct __FILE { 	int handle; }; FILE __stdout;       //定义_sys_exit()以避免使用半主机模式    void _sys_exit (int  x) { 	x = x; } //重定义fputc函数 int fputc(int ch, FILE *f){      	  while((USART1->SR&0X40)==0)			;                    //循环发送,直到发送完毕       USART1->DR = (u8) ch;      	  return ch;}#endif void uart_init1(u32 bound)	{    //GPIO define    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	  USART_InitTypeDef USART_InitStructure;	  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;	 	  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//open USART1,GPIOA clk 	  USART_DeInit(USART1);  //release uart1	 //USART1_TX   PA.9    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//output mode    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // Set PA9       //USART1_RX	  PA.10    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING;//    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //Set PA10   //Usart1 NVIC  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=4 ;//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;		//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//     //USART1	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//9600;	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //}//uart3 //bound:9600void uart_init3(u32 bound){    //GPIO    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;	 	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);	//open USART3 clk	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);	//open GPIOB clk 	USART_DeInit(USART3);  //release uart3	 //USART3_TX   PB.10    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //PB.10    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//output mode    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //configure PB10       //USART3_RX	  PB.11    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//input mode    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //configure PB11   //Usart3 NVIC     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=5 ;//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;		//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//     //USART	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//9600;	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//data bit	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//stop bit	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//    USART_Init(USART3, &USART_InitStructure); //    USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//    USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    // } void USART1_SendByByter(u8 Data){	//	USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC);		USART_SendData(USART1, Data);	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);	}void USART3_SendByByter(u8 Data){	//	USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC);		USART_SendData(USART3, Data);	while (USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC) == RESET);	}void USART1_IRQHandler(void)                	//uart1 ISR	{		u8 Res;		if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //		{   		  Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);	//		  UART1_data=Res;			if(Res==0x7E && UART1_rcv_count==0)		{       UART1_rcv[UART1_rcv_count++]=Res;    }    else if(Res!=0x7E && UART1_rcv_count>0)    {      UART1_rcv[UART1_rcv_count++]=Res;			    }    else if(Res==0x7E && UART1_rcv_count>0)    {       UART1_rcv[UART1_rcv_count++]=Res;			 Uart1_finish=2;		 }    else      ;		 } }		void USART3_IRQHandler(void)                	//uart3 ISR	{		if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)  //RX set		{		UART3_data=USART_ReceiveData(USART3);//(USART1->DR);	//		UART3_rcv[UART3_rcv_count]=UART3_data;		if(UART3_rcv_count<6) UART3_rcv_count++;		    } 	}	

sys.h

#ifndef __SYS_H#define __SYS_H	#include "stm32f10x.h"//	 //本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途//ALIENTEK STM32开发板		   //正点原子@ALIENTEK//技术论坛:www.openedv.com//修改日期:2012/8/18//版本：V1.7//版权所有，盗版必究。//Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2009-2019//All rights reserved// 	 //0,不支持ucos//1,支持ucos#define SYSTEM_SUPPORT_OS		0		//定义系统文件夹是否支持UCOS																	    	 //位带操作,实现51类似的GPIO控制功能//具体实现思想,参考<>第五章(87页~92页).//IO口操作宏定义#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) #define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) #define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) //IO口地址映射#define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C #define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C #define GPIOC_ODR_Addr    (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C #define GPIOD_ODR_Addr    (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C #define GPIOE_ODR_Addr    (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C #define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C    #define GPIOG_ODR_Addr    (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C    #define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+8) //0x40010808 #define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08 #define GPIOC_IDR_Addr    (GPIOC_BASE+8) //0x40011008 #define GPIOD_IDR_Addr    (GPIOD_BASE+8) //0x40011408 #define GPIOE_IDR_Addr    (GPIOE_BASE+8) //0x40011808 #define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+8) //0x40011A08 #define GPIOG_IDR_Addr    (GPIOG_BASE+8) //0x40011E08  //IO口操作,只对单一的IO口!//确保n的值小于16!#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出 #define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 #define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出 #define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 #define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出 #define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 #define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出 #define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 #define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出 #define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出 #define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出 #define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入void USART1_SendByByter(u8 Data);void uart_init1(u32 bound);#endif

五、运行结果： 

最后，小白的学习笔记，欢迎大佬指教。