STM32系统时钟初始化程序。

不会的,这两句用的是位或的方式,前面那句 PLL<<18位,因为 PLL最小是2,所以

这句执行的结果是 影响 CFGR 的第 19位以上,因为 2<<18 相当于 1<<19,所以影响的最小位是19位,后面那句 1<<16,只影响到CFGR的第16位, 两者不在同一区域,所以互不影响.

而且,后面的 1<<16位,只能第16位是1,其他位全是 0,跟前面的位或,不会影响其他位.

        嘿，我的读者们！

         在上一章中，我主要讲了如何通过DHT11测量温湿度，由于有单总线通信，需要编写时序函数，所以难度有点大。那么在这一章中，我打算用MQ135模块来检测空气质量，仍然是对环境参量的获取。不像DHT11模块，在MQ135内部并没有集成AD转换器，当然，我们也不需要在外围搭建AD转换电路，而是利用stm32的内部ADC资源，完成对获取到的模拟量的转换。

        MQ135传感器主要检测空气中的一些有害气体，比如硫化物、氨气等，还可以对烟雾等进行检测，总之，就是检测空气中污染物的一款传感器。下面，就是MQ135模块的实物图。

        由图可知：该模块有4个引脚，分别是两个电源VCC和GND，一个数字输出口和一个模拟输出口。模块中还有一个可调电位器，用来调节灵敏度的。在本制作中，由于我们需要测量空气质量的数值，所以需要用到模拟输出口，即A0输出。而数字输出口只能在超过某设定值时，才能进行电平的跳变，如果你要设置某报警装置时，可以用一下，所以我们不用数字输出口。

        至于MQ135模块的内部测量电路的工作原理，在这里不再阐述，有兴趣的读者，可以网上查阅。我们只要知道，该模块A0输出端电压随环境空气质量的变化而变化，只要通过AD转换将A0端口电压模拟量转换为数字量，再通过一定的公式转换，即可测量出空气质量的数值。

        stm32内部自带ADC资源，它可以将模拟信号转换为数字信号，是12位逐次逼近型的模拟数字转换器。stm32有 3 个 ADC，这些 ADC 可以独立使用，也可以使用双重（提高采样率），具有多达 18个复用通道，可测量来自16个外部源、2 个内部源信号。 这些通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。        

（1）初始化相关的GPIO口

/*ADC初始化函数*/

void adc_gpio_init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE)

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure)

}

配置GPIO口，选择PA1引脚，开启PA1和ADC1的时钟，由于需要检测电压模拟量，将引脚设置成模拟输入。

（2）编写ADC初始化函数

void adc_init(void)

{

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure//定义ADC结构体变量

    adc_gpio_init()//GPIO口初始化

    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6)//设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M

    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE//关闭连续转换

    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right//右对齐

    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None//禁止触发检测，使用软件触发

    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent

    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1//1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1

    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE//非扫描模式

    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure)//ADC初始化

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE)//开启AD转换器

    ADC_ResetCalibration(ADC1)//重置指定的ADC的校准寄存器

    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1))//获取ADC重置校准寄存器的状态

    ADC_StartCalibration(ADC1)//开始指定ADC的校准状态

    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1))//获取指定ADC的校准程序

    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE)//使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能

}

        在ADC初始化函数里，由于AD转换时间没有那么快，所以设置ADC分频因子为6，将系统时间分频。然后对ADC_InitStructure结构体的每一个元素赋值，这里，我借鉴了普中的资料。就像上面这样配置，就可以了。本人水平有限，可能讲不清楚，见谅。

        接着，开启AD转换器，并进行校准，并且使能指定的ADC的软件转换启动功能，至此，就完成了ADC的初始化。

（3）编写AD转换函数

u16 get_adc_value(u8 channel,u8 times)

{

    u32 total_value

    u16 average_value

    u8 i

    //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间

    //ADC1,ADC通道,239.5个周期,提高采样时间可以提高精确度

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, channel, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5)

    for(i=0i<timesi++)

    {

        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE)//使能指定的ADC1的软件转换启动功能

        while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC))//等待转换结束

        total_value += ADC_GetConversionValue(ADC1)

        delay_ms(5)

    }

    average_value = total_value/times

    return average_value

}

        AD转换函数的入口参数为AD转换通道和采样转换次数，通过ADC_RegularChannelConfig()函数，指定ADC1，转换通道，转换周期等，启动AD转换，连续采集数据并取平均值。最后返回采集并AD转换的数字量。

（4）主程序调用AD转换函数，获取空气质量数值

        value = get_adc_value(ADC_Channel_1,10)//设置通道：ADC_Channel_1，每次连续采样10次

        value = (u16)((float)value*300/4096)//数值转换，采集AD数值范围：0~4095，而空气质量范围：0~300。

         这里，我在网上查阅资料，并没有详细说明，MQ135空气质量的计算公式，所以本人也不知道如何换算。因此，这里的空气质量检测只能达到演示的效果（自定义的转换公式），如果有读者知道，可以在下方的评论中留言，或者在中私信我，谢谢！

        hello，读者们好！

         前两章，主要讲述了环境参量的测量获取，想必大家都有些许收获。在这一章中，我将介绍如何利用超声波来测距。在现实生活中，利用超声波测距的应用很多，广泛应用于机器人避障 、物体测距 、液位检测 、公共安防、停车场检测等领域。

        本次测距使用的超声波为HC-SRO4，该模块共有4个引脚，分别是两个电源引脚VCC和GND，一个触发控制信号输入（TRIG）和一个回响信号输出（ ECHO），性能稳定，测度距离精确，模块高精度，盲区小。

        那么，超声波模块测距原理是：首先，给Trig引脚至少10us的高电平信号，检测Echo是否有信号返回，若有信号返回，则Echo发出高电平。高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，所以测试距离为（高电平时间*声速）/2。下面，就是超声波模块的时序图。

        本模块使用方法简单，配合stm32的定时器TIM4，一个控制口发一个10us以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器TIM4计时，当此口变为低电平时就可以读定时器TIM4的值，此时就为此次测距的时间，方可算出距离。如此不断的周期测，即可以达到你移动测量的值。

（1）配置超声波的引脚

/*初始化超声波引脚:Trig:PB0,Echo:PB1*/

void ultra_gpio_init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure

    /*使能GPIO的RCC时钟*/

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE)

    /*配置Trig引脚*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP//Trig

    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure)

    /*配置Echo引脚*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING//Echo

    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure)

}

        由于PB0接超声波Trig引脚，所以选择推挽输出模式，PB1接超声波Echo引脚，所以选择浮空输入模式。这样，超声波模块引脚就配置完成。

（2）定时器TIM4初始化

/*定时器4的NVIC配置*/

void tim4_nvic_config(void)

{

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2)

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0//抢占优先级为0

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0//子优先级为0

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE

    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct)

}

/*定时器4初始化*/

void tim4_config(void)

{

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct

    tim4_nvic_config()                                //配置NVIC

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE)//开启时钟

    TIM_DeInit(TIM4)                                      //定时器4复位

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 1000-1                  //自动重装载寄存器值

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72-1              //时钟预分频数

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1    //采样分频

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up//计数模式

    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseInitStruct)            //初始化TIM4

    TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update)                        //清除溢出中断标志

    TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE)

    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE)

}

        由于考虑到测距时的距离过大，计数会溢出，出现不准确的现象，这里需要用到长计时，并且使用TIM4中断对计时变量进行自增，所以需要配置NVIC。这里设置的中断优先级比较高，因为测距不能被其他中断打断，否则可能出现数据不准的现象，或是数据抖动现象。其次，设置TIM4的中断溢出时间为1ms，此时还不能开启定时器TIM4。

（3）编写定时器中断程序

/*定时器4中断服务函数*/

void TIM4_IRQHandler(void)

{

    if(TIM_GetITStatus(TIM4 ,TIM_IT_Update)!=RESET)

    {

        TIM4_NUM++//长计时变量

    }

    TIM_ClearITPendingBit(TIM4 ,TIM_FLAG_Update)

}

        为避免测量的距离过长，这里我们需要进行长计时，只需在中断函数里这样 *** 作：TIM4_NUM++，同时记得在每次测量距离前对TIM4_NUM复位即可。

（4）编写超声波测距相关函数

/*启动超声波测距*/

u16 ultra_measure(void)

{

    u16 distance

    TRIG_H

    delay_us(20)

    TRIG_L

    while(ECHO==RESET)

    TIM_SetCounter(TIM4,0)

    TIM4_NUM = 0

    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE)

    while(ECHO!=RESET)

    TIM_Cmd(TIM4, DISABLE)

    distance = (u16)ultra_get_distance()

    return distance

}

/*获取超声波传播时间,间接计算出距离*/

float ultra_get_distance(void)

{

    u32 time

    float distance

    time = TIM4_NUM*1000

    time += TIM_GetCounter(TIM4)//获取超声波测距总时间

    TIM4->CNT = 0                            //定时器复位

    distance = (float)time*0.017

    return distance

}

        这里，需要查阅超声波手册中的时序图，方可编写程序。首先，向给trig 发送至少10 us的高电平脉冲，然后等待，捕捉 echo 端输出上升沿，捕捉到上升沿的同时，打开定时器开始计时，再次等待捕捉echo的下降沿，当捕捉到下降沿，读出计时器的时间，这就是超声波在空气中运行的时间，按照测试距离=（高电平时间*声速）/2 就可以算出超声波到障碍物的距离。

        这里我们测算的距离：distance = (float)time*0.017，计算的距离单位为cm。

（5）主函数调用测距函数

最后，在主函数里，调用测距函数即可获取到距离值，再通过lcd显示函数，显示出距离值。

    value = ultra_measure()

    lcd_display_string(0,32,"测量距离")

    lcd_display_num_m(3, 48, value/1000)

    lcd_display_num_m(3, 56, (value%1000)/100)

    lcd_display_num_m(3, 64, (value%100)/10)

    lcd_display_num_m(3, 72, value%10)

        通过本章的介绍，相信你对于超声波测距应该了解不少了吧，相信你也可以做出来的。通过不断改变超声波和障碍物之间的位置，距离值会随之改变，是不是很有趣啊~

        到目前为止，多功能时钟已经具备了显示时间、测量温湿度、测量空气质量以及测距的功能，但我们的LCD显示部分还没有优化。在下一章中，我将带着大家完成多功能时钟人机交互界面（简称UI）的开发，到时候，我们的界面就会变得比较美观了。敬请期待~

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