超声波测距

超声波测距是一种利用超声波在空气中的传播特性来测量距离的技术。在这个项目中，我们使用了基于Cortex-M3内核的STM32F103ZE微控制器来实现这一功能，并通过串口将测距结果进行显示。 STM32F103ZE是意法半导体（STMicroelectronics）生产的一款高性能、低成本的微控制器，它属于STM32系列，具有丰富的外设接口和强大的处理能力。Cortex-M3是ARM公司设计的一种32位RISC（精简指令集计算机）处理器内核，以其低功耗和高效能闻名，非常适合于嵌入式系统应用。 超声波测距的基本原理是：微控制器通过发射端发送一个超声波脉冲，这个脉冲在空气中传播，遇到障碍物后会被反射回来。微控制器通过接收端捕获回波信号，并计算出从发送到接收到超声波的时间差。由于已知超声波在空气中的传播速度大约为343米/秒，所以可以利用时间差乘以声速得到距离。 在这个项目中，超声波模块可能是HC-SR04或者类似的超声波传感器，它包括一个超声波发射器和接收器。微控制器通过控制超声波模块的TRIG引脚发送一个触发信号，使得传感器发射超声波脉冲。然后，通过监听ECHO引脚上的回波信号，来确定超声波的往返时间。 STM32F103ZE的程序代码中，可能包含了以下关键部分： 1. 初始化：设置时钟、串口和超声波模块引脚。通常会使用HAL库来简化这个过程，例如初始化GPIO口，配置定时器来产生超声波脉冲，以及设置UART（通用异步收发传输器）用于串口通信。 2. 超声波发射：通过向TRIG引脚发送一个特定宽度的高电平脉冲来启动超声波发射。这个脉冲宽度通常至少需要10微秒，以确保超声波模块能够正确触发。 3. 时间测量：通过中断或者轮询方式监听ECHO引脚，当检测到回波信号时开始计时，直到信号消失停止计时。计得的时间差即为超声波往返时间的一半，也就是超声波在空气中的传播时间。 4. 计算距离：将测量到的时间差乘以声速（343 m/s），并除以2，即可得到障碍物到传感器的距离。 5. 串口显示：将计算出的距离数据通过UART发送到串口终端，例如PC的串口调试助手，以便用户查看。 6. 循环检测：为了持续监测距离，程序可能会包含一个循环结构，不断重复上述步骤。 整个项目涉及的知识点包括：微控制器基础、Cortex-M3内核、STM32F103ZE的硬件资源利用、超声波测距原理、GPIO和定时器配置、中断处理、UART通信以及嵌入式系统的程序流程设计。通过理解这些知识点，开发者可以构建一个可靠的超声波测距系统，并将结果显示在串口终端上。