基于STM32蓝牙超声波测距制作

钟经华　巫殷来　欧阳朝煌　钟潍

摘 要：近年来随着科技的迅速发展，普通要求和技术已经不能满足时代发展的需求。现在普通的测距离传感器（红外测距精度低，距离近，方向性差。激光测距需要注意人体安全，且制做的难度较大，成本较高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量。）现在我们想法就是利用STM32控制超声波模块，再通过蓝牙传送功能传送到手机上显示数据，采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间的距离。此具有测量准确，无接触，防腐蚀， 低成本等优点，可应于液位，物位检测，料位检测方式，在不易检测到回波的情况下有稳定的输出。

关键词：STM32单片机；精确测距；蓝牙；超声波

1 基于STM32蓝牙超声波测距制作的目的

本次作品设计目的是设计一个适用于不同环境的精确测距的仪器，该仪器采用的是STM32单片机控制器，通过命令超声波模块采集反射回来的数据，通过蓝牙模块传输数据反映到手机app上显示，使距离多少显示更加直观，也为搭载在其他产品更加简便轻松。该仪器可以使用在复杂的环境，不受其他外界因素的干擾，可高效持续的工作。

2 基于STM32蓝牙超声波测距硬件设计

2.1 超声波模块

超声波模块选用的是HC-SR04超声波模块，它主要是用来距离测量；探测距离范围：4 毫米～4 米。

数据输出方式：uart（9600bps）数据传输。

探测方式：1）持续探测；2）受控间歇探测。

距离计算方式：通过超声波发射与反射回来的时间，得到声音传播时间，再通过声音中的声速，计算出传感器到物体的距离。

2.2 蓝牙模块

蓝牙模块选用的HC-06是主从一体化的蓝牙串口模块，主从可指令切换，指令少于HC-05，使用简单。

主机：用来搜索从设备，不能被其他设备搜索。（带白点的蓝牙模块）主机模块实物与从机一样，模块上有白点，主机模块会自动和从机模块配对，省却配对的麻烦，适合在需要两个设备间通过蓝牙串口无线通信的应用，无需电脑。

蓝牙透传模块可以让你原来使用串口的设备摆脱线缆的束缚在10米范围内实现无线串口通信。使用该模块无需了解复杂的蓝牙底层协议，只要简单的几个步骤即可享受到无线通信的便捷。蓝牙模块有多个AT指令，AT指令必须从TXD，RXD信号脚设置，不能通过蓝牙信道设置。发送AT指令的设备可以是各种类型的MCU（比如51，avr，pic，msp430，arm等），也可以是电脑通过串口（PC串口接MAX232以后或者USB转串口）发送。

2.3 处理器的选择

1）STM32系列系列单片机，基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-MX内核，拥有比8位单片机更高的数据处理速度，更丰富的外设。而且可以用STM公司提供的固件库，简化了配置寄存器控制单片机的操作，使开发变得更简单。内部自带A/D 转换电路，而且stm32还有SysTick系统时钟滴答专门提供给uC/OS作为基准时钟中断，实现系统的实时性。而且有DMA将数据从存储器到外设和存储器到存储器的双向传输，减轻了单片机CPU由于大量数据传输造成的工作负荷。

2）在本次实验中使用STM32F103VCT6作为主控芯片，其拥有最高高达72MHz的主频、48Kb的flah、20Kb的RAM，支持66个中断，其中每个IO口都可以用作中断，高达8个定时器，拥有大量的外设，包括USART、SPI、I2C、ADC等，内部集成RTC实时时钟，实现更多更复杂的操作。

2.4 显示单元设计

我们使用的是通过手机蓝牙传送在手机屏幕上显示测距的数据。首先在手机上装上一个蓝牙串口app软件，然后手机通过与蓝牙模块连接配对后，超声波测得的实时数据就可时刻显示在手机上。

3 系统软件设计

3.1 主程序框图

系统上电初始化，然后STM32单片机命令超声波模块开始测距，测出距离的数据再传送回STM32单片机，单片机处理数据后，把数据传给蓝牙模块，在手机上下载一个蓝牙串口app软件，然后手机进行蓝牙配对连接，最终通过蓝牙无线传送，把测距的数据在手机端显示。主程序框图如下：

3.2 程序框架

4 结语

本文以实际情况出发，设计了基于STM32蓝牙超声波测距。通过大家一起努力，经过多次调试和软件编程已经可以能够完成精确测距显示。该系统采用单独模块设计，通过STM32单片机将各个模块搭配在一起，更加方便调试、维修。

参考文献：

[1] STM32f10x参考手册（中文）.第9版.意法半導体（中国）投资有限公司.

[2] 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例——基于8051+Proteus仿真.第二版.电子工业出版社.