US-016是市场上唯有的一款模拟量输出的超声波测距模块，输出的模拟电压和距离值成正比，可以方便的和其他系统相连，US-016工作稳定可靠。
US-016超声波测距模块可实现2cm~3m的非接触测距功能，供电电压为5V，工作电流为3.8mA，支持模拟电压输出，工作稳定可靠。本模块根据不同应用场景可设置成不同的量程（大测量距离分别为1m和3m）；当Range管脚悬空时，量程为3m。US-016能将测量距离转化为模拟电压输出，输出电压值与测量距离成正比。
一、模块来源
二、规格参数
工作电压：3.3V-5V
工作电流：3.8MA
感应角度：小于15度
探测距离：2CM-300CM
探测精度：0.3CM+1%
输出方式: 模拟电压
管脚数量：4 Pin
以上信息见厂家资料文件
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至开发板上【能够判断前方障碍物距离的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。
1、查看资料
模块上电后，系统首先判断 Range 引脚的输入电平，根据输入电平状态来设置不同的量程。当 Range 引脚为高电平时，量程为 3m，当 Range 管脚为低电平时，量程为 1m。然后，系统开始连续测距，同时将测距结果通过模拟电压在 Out 管脚输出。当距离变化时，模拟电压也会随之进行变化。模拟电压与测量距离成正比，模拟电压的输出范围是0~Vcc。
- 当系统量程为 1m 时，测量距离为：L = 1024*Vout/Vcc（mm）。当输出电压为 0V 对应距离为 0m，输出 Vcc 对应为 1.024m。
- 当系统量程为 3m 时，测量距离为：L = 3096*Vout/Vcc（mm）。 当输出电压为 0V 对应距离为 0m，输出 Vcc 对应为 3.072m。
2、引脚选择
当前只有AO引脚需要使用到ADC接口，所以DO引脚可以使用开发板上其他的GPIO。这里选择使用PA27的附加ADC功能。
3、移植至工程
接下来我们配置 SYSCONFIG
- 双击 empty.syscfg 文件，打开它。
- 在 empty.syscfg 文件界面点击 Tools，然后点击 SYSCONFIG 工具。
- 点击 ADD 添加配置
- 添加配置【根据下方图片进行添加】
- 点击保存
WARNING
出现只要出现下面的框就一定要选择：Yes to All
- 然后点击编译（可能会报错，我们不用管！）
- 然后我们所有设定的引脚和功能就会在 ti_msp_dl_config.h 中定义。因为这个文件我们包含进了 board.h 所以我们只需要引用 board.h 即可。【这里的 board.h 就充当了芯片头文件的作用】
移植步骤中的导入.c和.h文件与传感器章节的【DHT11温湿度传感器】相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_US016.c与bsp_US016.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。
在文件bsp_US016.c中，编写如下代码。
c
/*
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* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-05-28 LCKFB-LP first version
*/
#include "bsp_US016.h"
#include "stdio.h"
//超声波量程 Range接地量程为1 Range接VCC量程为3 浮空量程为3
//测试时，Range浮空，故量程为3
#define RANGE 0 //=0则量程为3米 =1则量程为1米
volatile bool gCheckADC; //ADC采集成功标志位
/******************************************************************
* 函 数 名 称：US016_Init
* 函 数 说 明：US016超声波模块初始化
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：
******************************************************************/
void US016_Init(void)
{
//开启ADC中断
NVIC_EnableIRQ(ADC12_0_INST_INT_IRQN);
}
/**********************************************************
* 函 数 名 称：ADC_GET
* 函 数 功 能：读取一次ADC数据
* 传 入 参 数：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：LP
**********************************************************/
uint32_t ADC_GET(void)
{
unsigned int gAdcResult = 0;
int timeout = 20;
//软件触发ADC开始转换
DL_ADC12_startConversion(ADC12_0_INST);
//如果当前状态为正在转换中则等待转换结束
while (false == gCheckADC)
{
delay_us(1);
timeout--;
if(timeout <= 0)
{
printf("DL_ADC12_startConversion ERROR!! LINE:%d\r\n",__LINE__);
return 1;
}
}
//获取数据
gAdcResult = DL_ADC12_getMemResult(ADC12_0_INST, ADC12_0_ADCMEM_ADC_CH0);
//清除标志位
gCheckADC = false;
return gAdcResult;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_ADC_Value
* 函 数 说 明：对ADC值进行平均值计算后输出
* 函 数 形 参：num采集次数
* 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_ADC_Value(unsigned int num)
{
unsigned int Data=0;
int i = 0;
for( i = 0; i < num; i++ )
{
/* 读取ADC常规组数据寄存器 */
Data += ADC_GET();
delay_ms(10);
}
Data = Data / num;
return Data;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_distance
* 函 数 说 明：读取测距距离
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：浮点型的测距的距离
* 作 者：LC
* 备 注：
量程为3米时距离公式为：L = (A*3072/4096)*（Vref/Vcc）
量程为1米时距离公式为：L = (A*1024/4096)*（Vref/Vcc）
Vref 为 ADC 的参考电压，Vcc 为 US-016 的电源电压
******************************************************************/
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;
}
//ADC中断服务函数
void ADC12_0_INST_IRQHandler(void)
{
//查询并清除ADC中断
switch (DL_ADC12_getPendingInterrupt(ADC12_0_INST))
{
//检查是否完成数据采集
case DL_ADC12_IIDX_MEM0_RESULT_LOADED:
gCheckADC = true;//将标志位置1
break;
default:
break;
}
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在文件bsp_US016.h中，编写如下代码。
c
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*/
#ifndef _BSP_US016_H_
#define _BSP_US016_H_
#include "board.h"
void US016_Init(void);
float Get_distance(void);
#endif1
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四、移植验证
在empty.c中输入代码如下:
c
#include "board.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_US016.h"
int main(void)
{
//开发板初始化
board_init();
US016_Init();
printf("Demo Start\r\n");
while(1)
{
uint32_t value = Get_distance() * 10;
printf("距离障碍物 = %d.%02dCM\r\n\n",value/100, value%100 );
delay_ms(500);
}
}1
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上电效果：距离20CM处摆放障碍物，输出换算后的实际距离。
代码下载
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