stm32项目（13）——基于stm32的倒车雷达装置

本文主要是介绍stm32项目（13）——基于stm32的倒车雷达装置，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1.功能设计

使用stm32f103zet6，（某原子精英板）。利用一个超声波模块：HCSR04，测距（使用了简单滤波算法：测十次数据，去掉最大值、去掉最小值，求平均值），将距离信息实时显示在LCD屏幕上。设定一个距离阈值，当所测距离小于阈值时，蜂鸣器报警，LED灯亮，同时屏幕上显示一副“注意危险”的图片。距离大于阈值的时候，蜂鸣器不响，LED灯不亮，屏幕不显示图片。

（需要代码的直接移步到第五节）

所实现的实物图如下所示：

2.实现思路

超声波模块的资料参考我的这篇博客：

基于PIC16F877A的智能台灯设计。-CSDN博客https://blog.csdn.net/guangali/article/details/131705213 我们使用stm32单片机的pwm功能，在32单片机的PA8管脚，输出一个高电平时间为10us的pwm脉冲，完成对HCSR04模块的触发。其配置代码如下：

void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);  //使能GPIO外设时钟使能//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH1的PWM脉冲波形GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH1GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	 80KTIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值  不分频TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);  //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMxTIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);	//MOE 主输出使能	TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);  //CH1预装载使能	 TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  //使能TIM1}

然后再使用PA0脚的捕获功能，就可以测到模块上，超声波返回所用的高电平时间。这样就能根据声速和时间算出距离了！捕获的配置代码如下：

//定时器2通道1输入捕获配置TIM_ICInitTypeDef  TIM2_ICInitStructure;void TIM2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{	 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);	//使能TIM2时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  //使能GPIOA时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;  //PA0 清除之前设置  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);						 //PA0 下拉//初始化定时器2 TIM2	 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 	//预分频器   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位//初始化TIM2输入捕获参数TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 	选择输入端 IC1映射到TI1上TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	//上升沿捕获TIM2_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //映射到TI1上TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	 //配置输入分频,不分频 TIM2_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波TIM_ICInit(TIM2, &TIM2_ICInitStructure);//中断分组初始化NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;  //TIM2中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  //先占优先级2级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //从优先级0级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器 TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC1IE捕获中断	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); 	//使能定时器2}u8  TIM2CH1_CAPTURE_STA=0;	//输入捕获状态		    				
u16	TIM2CH1_CAPTURE_VAL;	//输入捕获值//定时器2中断服务程序	 
void TIM2_IRQHandler(void)
{ if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获	{	  if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET){	    if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了{if((TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了{TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;}else TIM2CH1_CAPTURE_STA++;}	 }if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)//捕获1发生捕获事件{	if(TIM2CH1_CAPTURE_STA&0X40)		//捕获到一个下降沿 		{	  			TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X80;		//标记成功捕获到一次上升沿TIM2CH1_CAPTURE_VAL=TIM_GetCapture1(TIM2);TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Rising); //CC1P=0 设置为上升沿捕获}else  								//还未开始,第一次捕获上升沿{TIM2CH1_CAPTURE_STA=0;			//清空TIM2CH1_CAPTURE_VAL=0;TIM_SetCounter(TIM2,0);TIM2CH1_CAPTURE_STA|=0X40;		//标记捕获到了上升沿TIM_OC1PolarityConfig(TIM2,TIM_ICPolarity_Falling);		//CC1P=1 设置为下降沿捕获}		    }			     	    					   }TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志位}

简单的滤波算法如下：

//处理数据的函数   去掉最大值  去掉最小值  然后取平均
u32 Average_distance(u32* pData,u8 Cnt)
{u32 i, j = 0, k = 0xFFFF, average = 0;          //j保存最大值  k保存最小值for( i = 0; i < Cnt; i++ ){if( pData[ i ] > j ) j = pData[ i ];if( pData[ i ] < k ) k = pData[ i ];average += pData[ i ];                  //将数组里的数累加}average = average - j - k;                 //减去最大值最小值average = average / (Cnt - 2);              //取平均return average;
}

3.课题意义

基于STM32的倒车雷达课题具有以下意义：

1. 提高车辆安全性：倒车雷达可以帮助驾驶员有效地检测到后方障碍物，及时发出警告，减少倒车事故的发生，提高车辆的安全性。

2. 降低事故损失：倒车事故往往会导致车辆损坏和人员伤亡，借助倒车雷达可以减少事故风险，降低事故损失。

3. 方便驾驶操作：倒车雷达可以辅助驾驶员进行倒车操作，避免人为操作的偏差和误判，提供更准确的反馈信息，使驾驶操作更加方便和轻松。

4. 推动技术创新：基于STM32的倒车雷达课题促进了传感器、信号处理、嵌入式系统等技术领域的研发和创新，推动了整个车载电子技术的发展。

5. 实用性和商业化应用：倒车雷达是一种被广泛应用于汽车行业的技术，符合市场需求，具有实际应用和商业化前景。基于STM32的倒车雷达课题有助于培养相关领域的专业人才和技术团队，为相关企业的产品研发和市场竞争提供支持。

综上所述，基于STM32的倒车雷达课题具有提高车辆安全性、降低事故损失、方便驾驶操作、推动技术创新以及商业化应用等重要意义，对于汽车行业和相关领域的发展都具有积极的促进作用。

4.国内外研究现状

基于STM32单片机的倒车雷达在国内外都有一定的研究和应用现状。以下是一些关于国内外研究现状的概述：

国内研究现状：
1. 学术研究：国内的高校和研究机构进行了一些关于基于STM32的倒车雷达的研究，主要集中在传感器选择、信号处理算法、驱动电路设计等方面。这些研究主要以科研和学术交流为目的，为倒车雷达技术的发展做出了一定贡献。
2. 工程应用：一些国内汽车制造商和电子设备厂商已经开始应用基于STM32的倒车雷达技术到实际产品中。这些应用主要涉及倒车雷达传感器的选择与集成、倒车雷达系统的设计与开发等方面。

国外研究现状：
1. 学术研究：国外的研究机构和高校在基于STM32的倒车雷达方面的研究相对较多，主要集中在算法的优化与改进、系统的集成与测试等方面。这些研究致力于提高倒车雷达的性能和功能，探索新的技术和方法。
2. 工业应用：国外的汽车制造商和电子设备厂商普遍采用基于STM32的倒车雷达技术，将其应用到汽车防撞系统中。这些应用涉及到传感器的选择与集成、算法的开发与优化、系统的设计与测试等方面。

综上所述，基于STM32单片机的倒车雷达在国内外都有一定的研究和应用现状。虽然在学术研究方面相对较多，但工程应用也在逐渐发展，促进了倒车雷达技术的进步与实际应用。随着人们对汽车安全性的关注度不断提升，相信基于STM32的倒车雷达技术将有更广阔的研究和应用前景。