【CW32模塊使用】US-016超聲波測(cè)距傳感器

US-016是市場(chǎng)上唯有的一款模擬量輸出的超聲波測(cè)距模塊，輸出的模擬電壓和距離值成正比，可以方便的和其他系統(tǒng)相連，US-016工作穩(wěn)定可靠。

US-016超聲波測(cè)距模塊可實(shí)現(xiàn)2cm~3m的非接觸測(cè)距功能，供電電壓為5V，工作電流為3.8mA，支持模擬電壓輸出，工作穩(wěn)定可靠。本模塊根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景可設(shè)置成不同的量程（大測(cè)量距離分別為1m和3m）；當(dāng)Range管腳懸空時(shí)，量程為3m。US-016能將測(cè)量距離轉(zhuǎn)化為模擬電壓輸出，輸出電壓值與測(cè)量距離成正比。

一、模塊來(lái)源

資料下載鏈接：http://pan.baidu.com/s/1c08JuBQ

二 規(guī)格參數(shù)

工作電壓：3.3V-5V

工作電流：3.8MA

感應(yīng)角度：小于15度

探測(cè)距離：2CM-300CM

探測(cè)精度：0.3CM+1%

輸出方式: 模擬電壓

管腳數(shù)量：4 Pin

以上信息見(jiàn)廠家資料文件

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開(kāi)發(fā)板上【能夠判斷前方障礙物距離的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

模塊上電后，系統(tǒng)首先判斷 Range 引腳的輸入電平，根據(jù)輸入電平狀態(tài)來(lái)設(shè)置不同的量程。當(dāng) Range 引腳為高電平時(shí)，量程為 3m，當(dāng) Range 管腳為低電平時(shí)，量程為 1m。然后，系統(tǒng)開(kāi)始連續(xù)測(cè)距，同時(shí)將測(cè)距結(jié)果通過(guò)模擬電壓在 Out 管腳輸出。當(dāng)距離變化時(shí)，模擬電壓也會(huì)隨之進(jìn)行變化。模擬電壓與測(cè)量距離成正比，模擬電壓的輸出范圍是0~Vcc。

當(dāng)系統(tǒng)量程為 1m 時(shí)，測(cè)量距離為：L = 1024*Vout/Vcc（mm）。當(dāng)輸出電壓為 0V 對(duì)應(yīng)距離為 0m，輸出 Vcc 對(duì)應(yīng)為 1.024m。

當(dāng)系統(tǒng)量程為 3m 時(shí)，測(cè)量距離為：L = 3096*Vout/Vcc（mm）。 當(dāng)輸出電壓為 0V 對(duì)應(yīng)距離為 0m，輸出 Vcc 對(duì)應(yīng)為 3.072m。

3.2引腳選擇

想要使用ADC，需要確定使用的引腳是否有ADC外設(shè)功能?？梢酝ㄟ^(guò)手冊(cè)進(jìn)行查看。在用戶手冊(cè)439頁(yè)。

這里選擇使用PA5的附加ADC功能。

有ADC功能的引腳

接線表

3.3查移植至工程

模塊工程參考入門手冊(cè)工程模板

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_US016.c與bsp_US016.h。這里不再過(guò)多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_US016.c中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#include "bsp_US016.h"#include "stdio.h"

//超聲波量程 Range接地量程為1  Range接VCC量程為3  浮空量程為3//測(cè)試時(shí)，Range浮空，故量程為3

#define RANGE   0       //=0則量程為3米  =1則量程為1米
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：US016_GPIO_Init * 函 數(shù) 說(shuō) 明：US016超聲波模塊引腳初始化 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：******************************************************************/void US016_GPIO_Init(void){    RCC_OUT_ENABLE();                // 使能GPIO時(shí)鐘    RCC_OUT_ADC_ENABLE();        // 使能ADC時(shí)鐘
    ANALOG_GPIO_ENABLE();        // PA05設(shè)定為模擬輸入
    /* ADC配置 */    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC單通道轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體
    // 配置ADC初始化結(jié)構(gòu)體    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //單通道單次轉(zhuǎn)換模式    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 時(shí)鐘頻率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5個(gè)ADC時(shí)鐘周期    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA參考電壓    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //關(guān)閉跟隨器    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //關(guān)閉內(nèi)置溫度傳感器    ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable;        //不觸發(fā)DMA    ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight;        //ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果右對(duì)齊    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //轉(zhuǎn)換結(jié)果累加不使能
    //ADC模擬看門狗通道初始化    ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);
    //配置單通道轉(zhuǎn)換模式    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 單通道ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果溢出保存    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = CHANNEL_OUT_ADC;                         // 選擇ADC轉(zhuǎn)換通道，AIN5:PA05    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體
    ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);             // 初始化配置
    ADC_Enable(); //ADC使能
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換
}
/********************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：ADC_GET * 函 數(shù) 功 能：讀取一次ADC值 * 傳 入 參 數(shù)：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：測(cè)量到的值 * 作       者：LCKFB * 備       注：**********************************************************/uint32_t ADC_GET(void){    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換
    uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 獲取數(shù)據(jù)
    return adcValue;}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Get_ADC_Value * 函 數(shù) 說(shuō) 明：對(duì)ADC值進(jìn)行平均值計(jì)算后輸出 * 函 數(shù) 形 參：num采集次數(shù) * 函 數(shù) 返 回：對(duì)應(yīng)掃描的ADC值 * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/unsigned int Get_ADC_Value(unsigned int num){    unsigned int Data=0;    int i = 0;    for( i = 0; i < num; i++ )    {        /* 讀取ADC常規(guī)組數(shù)據(jù)寄存器 */        Data += ADC_GET();    }
    Data = Data / num;
    return Data;}/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Get_distance * 函 數(shù) 說(shuō) 明：讀取測(cè)距距離 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：浮點(diǎn)型的測(cè)距的距離 * 作       者：LC * 備       注：量程為3米時(shí)距離公式為：L = (A*3072/4096)*（Vref/Vcc）量程為1米時(shí)距離公式為：L = (A*1024/4096)*（Vref/Vcc）                      Vref 為 ADC 的參考電壓，Vcc 為 US-016 的電源電壓******************************************************************/float Get_distance(void){    float distance = 0;    unsigned int d = Get_ADC_Value(50);    #if !RANGE        distance = d * 0.75;    #else        distance = d * 0.25;    #endif    return distance;}

在文件bsp_US016.h中，編寫如下代碼。

/*
 *?Change?Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#ifndef _BSP_US016_H_#define _BSP_US016_H_
#include "board.h"

#define RCC_OUT_ENABLE()          __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()#define RCC_OUT_ADC_ENABLE()      __RCC_ADC_CLK_ENABLE()
#define ANALOG_GPIO_ENABLE()      PA05_ANALOG_ENABLE()
#define CHANNEL_OUT_ADC           ADC_ExInputCH5
 //采樣次數(shù)#define SAMPLES         30
void US016_GPIO_Init(void);float Get_distance(void);#endif

?04移植驗(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_US016.h"
int32_t main(void){    board_init();        // 開(kāi)發(fā)板初始化
    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200
    US016_GPIO_Init();    printf("Demo Startrn");    while(1)    {        printf("距離障礙物 = %.2fCMrnn",Get_distance() / 10 );        delay_ms(500);    }}

移植現(xiàn)象：距離20CM處擺放障礙物，輸出換算后的實(shí)際距離。

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/13U2OqyPx4QOsL0W3Sq4bMg?pwd=LCKF

提取碼：LCKF