原標題：基于HCSR04和STM32F103ZET6實現超聲波測距儀制做方案

　　超聲波測距儀設計方案 (基于HC-SR04模塊和STM32F103ZET6)

　　本文詳細介紹了一種基于HC-SR04超聲波傳感器模塊和STM32F103ZET6微控制器的超聲波測距儀設計方案。方案從系統設計總體架構、元器件選型依據、硬件原理電路、軟件架構與數據處理、調試方法以及后期擴展功能等方面進行深入探討。各部分均對元器件的型號選擇、功能和優選理由給出了充分論證，并以電路框圖的形式展示了整個系統的電氣連接關系。以下為方案的詳細描述。

　　一、整體方案概述

　　在本設計方案中，我們采用HC-SR04超聲波模塊作為測距元器件，STM32F103ZET6作為核心控制單元，結合一系列支持電路構成一個完善的測距系統。系統主要功能包括：

　　發送超聲波脈沖信號，觸發HC-SR04模塊。

　　接收并解析傳感器返回的回波信號，根據時間差計算目標距離。

　　通過STM32F103ZET6處理數據，并實現結果顯示或存儲。

　　系統設計目標是實現高精度、穩定、低成本、低功耗的超聲波測距儀。設計難點在于測量精度的提高、干擾信號的抑制和系統整體響應速度。項目應用場景包括機器人避障、距離測量儀器、智能車載防撞系統、工業測距等多個領域。

　　二、系統硬件方案設計

　　本系統硬件設計主要分為以下幾個部分：電源管理、超聲波測距模塊接口電路、STM32主控板電路以及輔助電路。下文將對各個部分進行詳細說明，包括元器件選型、作用及優選理由。

　　2.1 電源管理模塊

　　供電部分直接影響整個系統的穩定性，因此必須保證電壓純凈、穩壓效果好。主要考慮的元器件有：

　　DC-DC轉換模塊/穩壓器

　　LM7805具有結構簡單、成本低以及易于使用的特點，但效率較低且對輸入電壓要求嚴格；AMS1117-5.0為低壓差穩壓器，能適應輸入電壓波動，適用于輕載低功耗應用。

　　根據系統功耗和散熱情況選擇合適的封裝。

　　型號推薦：LM7805 或 AMS1117-5.0

　　功能：負責將外部電源（如12V或9V）穩壓至5V，供給HC-SR04模塊工作，同時為STM32供電（需再經過3.3V穩壓模塊）。

　　選型理由：

　　線性穩壓器3.3V

　　型號推薦：LD1117V33、AMS1117-3.3

　　功能：為STM32F103ZET6提供穩定的3.3V工作電壓。

　　選型理由：這類穩壓器具有低噪聲、輸出穩定、體積小等優勢，可滿足STM32對電源質量的較高要求。

　　去耦電容

　　型號推薦：常用MLCC貼片電容，如104（0.1μF）和222（100nF）、甚至更大容量的電解電容（如10μF、47μF）。

　　功能：濾除電源噪聲，保持電壓穩定性，防止高頻干擾。

　　選型理由：去耦電容在高速電子電路中必不可少，選用貼片封裝以保證布局緊湊、ESR值低。

　　2.2 超聲波測距模塊接口

　　HC-SR04模塊是本設計中采用的超聲波傳感器。該模塊內置超聲波發射/接收單元和信號處理電路，通過控制“Trig”引腳發出超聲波脈沖，再接收“Echo”返回信號。具體接線及相關要求如下：

　　供電

　　HC-SR04模塊工作電壓為5V，因此在電源管理模塊中需要提供穩定的5V直流電壓。

　　觸發信號及回波信號接口

　　Trig引腳需要由STM32的某個GPIO輸出，可配置為推挽輸出模式，確保能夠提供足夠的高電平脈沖（至少10微秒）。

　　Echo引腳接到STM32輸入捕獲引腳，方便利用定時器捕獲超聲波往返時間。

　　適配電路

　　為避免電平不匹配問題，可以采用簡單的電平轉換電路。例如若后續系統需要將STM32的3.3V信號轉換成5V，可能采用雙極性晶體管或專用的電平轉換芯片。

　　同時可以在信號線上增加一定的濾波電容或者低通濾波器，以抑制噪聲干擾。

　　選用HC-SR04的理由在于其成本低、使用簡單且測距范圍適中（一般測量范圍2cm到400cm），滿足大部分低成本測量需求。同時，該模塊內部已集成低功耗微波調制電路，保證在復雜環境下也能較好地工作。

　　2.3 STM32F103ZET6主控單元

　　STM32F103ZET6屬于ST公司的32位ARM Cortex-M3系列微控制器，具有高性能、低功耗和豐富的外設功能。其關鍵特性如下：

　　高主頻：最高可達72MHz，能夠滿足實時性要求。

　　大容量閃存及RAM：內置高達512K閃存和64K SRAM，適用于較復雜的軟件算法和數據緩存。

　　豐富的外設接口：包括多個GPIO、定時器、ADC、USART、SPI、I2C等，方便擴展各種功能。

　　穩定性和可靠性：經過工業測試和驗證，適合在各種復雜環境中運行。

　　元器件選型：

　　型號：STM32F103ZET6

　　作用：作為整個系統的主控芯片，負責信號的采集、數據計算、輸出控制以及與其他外設的通信。

　　選型理由：與其他同類芯片相比，STM32F103ZET6在處理速度、存儲資源和外設接口方面具有良好的綜合性能，尤其適合需要精準定時和數據采集的超聲波測距應用。同時，豐富的開發資料和開放的軟件開發環境也使得其在工程實現上具有較高的便利性。

　　2.4 輔助電路及外設

　　除了核心部分，系統中還需要一些輔助模塊以完成完整功能：

　　顯示模塊（可選）

　　型號推薦：OLED顯示屏（如0.96寸I2C OLED模塊）、LCD1602液晶顯示屏

　　作用：實時顯示測距結果、提示信息及系統狀態。

　　選型理由：OLED模塊具有較高的對比度和響應速度，適合低功耗應用；LCD1602雖然較為傳統，但易于閱讀和編程。

　　按鍵模塊

　　型號推薦：常見的機械按鍵或者觸摸按鍵模塊

　　作用：用于系統操作，如測量開始、復位、模式切換等。

　　選型理由：結構簡單、反應迅速且成本低。

　　存儲擴展模塊

　　型號推薦：EEPROM芯片（如24Cxx系列）或SD卡模塊

　　作用：數據存儲與記錄功能，方便后期數據分析。

　　選型理由：EEPROM寫入速度快，穩定性好；SD卡模塊則便于存儲大量數據、格式兼容性強。

　　調試接口

　　型號推薦：USB轉串口模塊（如CP2102、CH340）

　　作用：實現系統與PC機之間的數據通信、調試和固件升級。

　　選型理由：成熟的串口轉換器方案能夠大幅提高開發調試效率和系統維護的便利性。

　　三、硬件原理電路設計

　　在硬件原理電路設計中，需要構建整體的連接框架。主要由供電模塊、STM32核心電路、HC-SR04接口及輔助模塊構成。下面給出系統電路框圖及各部分說明。

　　3.1 系統電路框圖

　　下圖為本方案的電路框圖（圖中各模塊之間的連接均采用標準接口方式）：

         +---------------------------+

         |       外部電源            |

         |     (12V/9V/DC等)         |

         +-------------+-------------+

                       |

                       V

            +---------------------+

            | 穩壓電源模塊        |

            | ① DC-DC / LM7805     |

            | ② 3.3V穩壓器        |

            +------+-------+------+

                   |       |

         +---------+       +---------+

         |                           |

         V                           V

  +--------------+           +----------------+

  |  HC-SR04     |           | STM32F103ZET6|

  | 超聲波模塊   |           | 主控單元      |

  +-----+--------+           +---+----------+

        |                        |  |  | 

        |  Trig   <----------->  |  |  |  GPIO輸出/捕獲

        |  Echo   <-----------> Timer 捕獲輸入

        |                        |  |  |

  +-----+--------+               |  |  |

  | 調節電平電路 |               |  |  |

  | （如需要）   |               |  |  |

  +--------------+               |  |  |

                                +-+--+-+

                                |  顯示模塊 (OLED/LCD) |

                                +---------------------+

                                          |

                                +---------------------+

                                | 調試接口 (USB轉串口) |

                                +---------------------+

　　說明：

　　電源模塊分為5V和3.3V兩路，為超聲波模塊和STM32分別供電。

　　HC-SR04模塊的Trig信號由STM32 GPIO輸出，經電平調節后驅動模塊；Echo信號則經過直接或間接電平轉換后反饋到STM32定時器的捕獲輸入，確保測量的精度。

　　輔助模塊（顯示、調試）與STM32直接聯接，實現數據輸出和系統調試。

　　3.2 電平轉換及接口電路

　　由于HC-SR04模塊工作電壓為5V，而STM32工作在3.3V，因此對信號線進行恰當電平匹配十分關鍵。主要采用以下幾種方法：

　　電平轉換電阻分壓電路

　　用于將5V下的Echo信號降至3.3V級別。

　　推薦電阻值設計：可以采用兩個電阻構成分壓器，其中上阻選擇約1KΩ，下阻約2KΩ（實際數值需經過計算調整，以保證輸出接近3.3V）。

　　專用邏輯電平轉換芯片

　　如TXB0104、74LVC245等器件，具有雙向轉換能力，能夠在不同電壓域間可靠切換。

　　優選理由：專用芯片轉換速率快、體積小，且具有較高的電氣隔離性和穩定性，適用于頻率要求較高的信號傳輸。

　　驅動電路選擇

　　對于Trig信號，可以通過直接由STM32的GPIO輸出到模塊觸發端輸出高電平脈沖；如果有電平轉換需求，則可采用簡單的MOSFET開關電路進行電平提升。

　　3.3 時鐘與復位電路

　　為保證STM32的正常啟動與穩定運行，需要在硬件中加入以下電路：

　　外部晶振電路

　　型號推薦：8MHz或12MHz晶振，結合合適的負載電容（一般選值為15pF至33pF，根據晶振規格說明書確定）。

　　作用：為STM32提供精準的時鐘信號，確保系統時序穩定，特別是超聲波測距對時間的高精度要求。

　　選型理由：穩定高頻晶振能夠提供較高的信號穩定性和抗干擾能力，有助于提高捕獲計時的準確性。

　　復位電路

　　基本的RC復位電路可保證單片機在上電時進入正確的初始化狀態。

　　元器件建議：利用一只小電容（如0.1μF）和電阻（如10KΩ）構成簡單復位電路，同時可以搭配專用復位芯片以提高系統復位可靠性。

　　四、軟件方案設計

　　基于STM32F103ZET6的測距軟件設計主要分為初始化、觸發控制、捕獲計時、時間換算以及數據處理、顯示輸出幾個部分。下面詳細介紹各部分實現策略。

　　4.1 系統初始化

　　GPIO配置

　　配置Trig引腳為推挽輸出模式，并初始化為低電平；

　　配置Echo引腳為上拉輸入或利用內部上拉電阻進行穩定性增強。

　　定時器設置

　　利用定時器進行輸入捕獲，精確記錄Echo信號上升沿和下降沿的時刻。

　　同時配置定時器中斷，實現超聲波信號的超時檢測，防止因回波信號異常而造成死鎖。

　　中斷管理

　　配置外部中斷或定時器中斷，確保系統在捕捉到回波變化時能及時響應，對實際測距數據進行實時處理。

　　4.2 超聲波測距原理及代碼實現

　　超聲波測距的核心原理：

　　發送一個短脈沖信號（至少10μs），促使HC-SR04模塊發射超聲波；

　　超聲波遇到障礙物后發生反射，模塊接收到回波后輸出高電平，持續時間與距離成正比；

　　STM32利用定時器捕獲回波信號的上升沿與下降沿時間差，即為超聲波往返時間；

　　根據超聲波在空氣中的傳播速度（約為343m/s），計算出單程距離，公式為：

　　??距離(cm) = (時間差(μs) × 0.0343) / 2

　　代碼實現思路：

　　在主程序中定期發出觸發信號，調用定時器啟動捕獲模式。

　　設置中斷服務函數，當捕獲到上升沿時保存時間值A，當捕獲到下降沿時保存時間值B。

　　計算時間差 Δt = B - A，并轉換為實際距離。

　　如果超聲波超過設定的最大等待時間（如30ms）則判定為無效測量，進行錯誤提示處理。

　　以下為偽代碼示例：

　　// 系統初始化

　　void System_Init(void) {

　　GPIO_Config();      // 配置GPIO，包括Trig和Echo

　　Timer_Config();     // 配置定時器為輸入捕獲模式

　　NVIC_Config();      // 中斷初始化

　　}

　　// 發射觸發信號（至少10微秒高電平）

　　void Send_Trigger(void) {

　　GPIO_Write(Trig, HIGH);

　　Delay_us(15);  // 延時15微秒確保脈沖足夠穩定

　　GPIO_Write(Trig, LOW);

　　}

　　// 定時器捕獲中斷服務函數

　　void TIMx_IRQHandler(void) {

　　if (捕獲到上升沿) {

　　Capture_A = Timer_Read();

　　}

　　if (捕獲到下降沿) {

　　Capture_B = Timer_Read();

　　// 計算時間差

　　DeltaTime = Capture_B - Capture_A;

　　// 距離計算

　　Distance = (DeltaTime * 0.0343) / 2;

　　}

　　}

　　在實際代碼中，還需要考慮定時器溢出、噪聲抑制以及多次采樣取平均值等算法改進手段，以提高測量精度和抗干擾能力。

　　4.3 軟件調試與數據處理

　　為了確保系統在各種環境下均能保持良好性能，軟件設計中必須嵌入如下功能：

　　數據濾波處理

　　可采用移動平均濾波、卡爾曼濾波或中位值濾波算法對多次采集的數據進行處理，剔除異常值，獲得穩定的測量結果。

　　超時重置機制

　　當回波信號未在預定時間內返回時，觸發超時中斷，重新進行測量，并在顯示單元上給出警告提示。

　　顯示及通信

　　通過OLED或LCD屏幕實時顯示測距結果；

　　同時可通過調試接口，將數據輸出至PC終端，實現數據記錄和日志分析。

　　低功耗處理

　　編寫睡眠模式、節能模式代碼，在無人操作或靜止狀態下進入低功耗模式，延長整體設備的使用壽命。

　　五、各關鍵元器件的優選說明

　　為實現高精度和穩定測量，本設計在元器件選型上經過多次論證和試驗。以下詳細說明每一關鍵元器件的選擇標準及優勢：

　　HC-SR04超聲波模塊

　　成本低廉、實現簡單；

　　內部電路集成良好，適合初學者和工程應用；

　　測距范圍覆蓋從2cm到400cm。

　　功能及作用：發射和接收超聲波脈沖，通過時間差測量距離。

　　選型依據：

　　應用評價：廣泛用于機器人、自動門、安防預警等場合，性價比高。

　　STM32F103ZET6微控制器

　　高性能Cortex-M3內核滿足實時測量與數據處理需求；

　　豐富的外設資源（定時器、ADC、通信接口等）適合各類擴展應用；

　　穩定性好、開發生態完善，支持多種開發平臺（Keil、IAR、STM32Cube等）；

　　大容量閃存和RAM為復雜算法提供保障。

　　功能及作用：數據處理、信號采集、界面控制及通信。

　　選型依據：

　　應用評價：在工業控制及嵌入式系統中被廣泛使用，是穩定可靠的選擇。

　　穩壓芯片（LM7805/AMS1117系列及LD1117/AMS1117-3.3）

　　結構成熟、外部元件少，易于集成；

　　根據系統電源要求，可選用線性穩壓或低壓差穩壓器；

　　應用電流與熱設計需要根據負載計算，保證在長時間工作下電壓不漂移。

　　功能及作用：轉換和穩定輸入電壓，為各個模塊提供規定工作電壓。

　　選型依據：

　　應用評價：雖有一定的能量損耗，但在低功耗應用中表現優秀，滿足系統穩定工作的要求。

　　邏輯電平轉換芯片（TXB0104/74LVC245）

　　支持高速雙向傳輸，具有內建保護功能；

　　對于需要多通道轉換的應用，可選用多路版本，提高設計簡潔性。

　　功能及作用：在5V與3.3V電平之間實現安全、快速的數據轉換。

　　選型依據：

　　應用評價：選擇專用轉換芯片可以有效避免因簡單分壓造成的信號衰減和時序問題，提升整個系統的抗干擾能力。

　　晶振元件

　　工作頻率需與MCU匹配；

　　低溫漂、高穩定性是關鍵要求；

　　可選用封裝精度較高的微型晶振，并配合合適的負載電容。

　　功能及作用：提供高精度時鐘信號，確保MCU及定時器的準確計時。

　　選型依據：

　　應用評價：穩定的時鐘源是計時和數據采集的核心基礎，直接影響測距精度與響應速度。

　　顯示模塊與調試接口

　　功能：方便與上位機通訊，傳輸數據和固件升級。

　　選型理由：成熟穩定、接口文檔豐富，可大幅縮短調試周期。

　　功能：實時輸出測距數值、系統狀態信息。

　　選型理由：擁有更高對比度、更快刷新率，并支持低功耗工作。

　　OLED顯示模塊（如0.96寸I2C OLED）

　　USB轉串口模塊（如CP2102/CH340）

　　六、電路設計的細節與布局考慮

　　在電路板設計中，合理的布局和走線對于整個系統的穩定運行至關重要。主要考慮因素包括：

　　電源與地布局

　　應確保供電線與地線的阻抗最低，盡量采用寬布線和多層布局設計。

　　將高頻模塊與低速模塊隔離，避免相互干擾。

　　信號線走線

　　高速信號（如定時器捕獲信號、UART通信）盡量采用短線，避免在板上形成較長的回路。

　　建議對敏感信號路徑進行屏蔽處理或增加旁路電容。

　　模塊分區布局

　　電源模塊、主控模塊、傳感器模塊與擴展模塊等應盡量分區規劃，彼此之間保持恰當的物理距離，減少串擾現象。

　　EMI（電磁干擾）控制

　　對于超聲波測距這類對時序極為敏感的應用，需考慮屏蔽層的設計，確保EMI不干擾定時器捕獲精度。

　　在PCB設計上合理分配電容、濾波器以及地線回路，從而降低電磁干擾影響。

　　七、系統調試及性能驗證

　　在完成硬件和軟件設計后，對整機系統進行逐步調試非常關鍵。調試過程可分為以下幾個階段：

　　單元調試

　　電源測試：使用示波器、萬用表測試5V與3.3V穩壓電路的輸出電壓波形與紋波。

　　晶振驗證：檢測MCU時鐘頻率是否穩定，驗證晶振及負載電容的匹配情況。

　　邏輯電平轉換測試：分別測試Trig與Echo信號在線路上的電平轉換是否符合要求。

　　模塊集成調試

　　單獨驗證HC-SR04模塊的發射與回波響應，通過示波器觀察Trig脈沖及Echo信號。

　　驗證STM32定時器捕獲功能，在輸入不同長度的測試脈沖時，計算時間差是否與預期一致。

　　系統整體調試

　　在主控程序中加入調試信息（如串口輸出），采集并顯示計算的距離數據。

　　進行多次實際測距測試，比較各次測量結果，通過軟件濾波算法進一步提高測量準確度。

　　根據實際環境（室內、室外）進行誤差校正，并記錄干擾因素（如溫度、濕度）對測量結果的影響。

　　穩定性測試

　　在長時間連續工作條件下，對系統穩定性和電源波動進行監控，確保在極限環境下仍能準確工作。

　　觀察系統在干擾環境下的抗干擾表現，并進行必要的電路優化。

　　八、軟件優化與數據校準

　　為了使得超聲波測距儀在各種實際應用中達到高精度、高穩定性的要求，軟件上還需要進行以下優化處理：

　　多次采樣與數據平均

　　采用連續多次采樣機制，對每次測量獲取的時間差數據進行平均，抑制偶發噪聲及環境干擾。

　　溫度補償算法

　　在不同環境溫度下，超聲波傳播速度會有所變化。可以采集溫度數據，然后應用補償公式調整測距計算結果。

　　動態濾波算法

　　運用中位數濾波或卡爾曼濾波，根據歷史數據動態調整濾波參數，進一步提高數據的魯棒性。

　　故障檢測與重試機制

　　當檢測到連續多次測量結果超出預期范圍時，自動觸發重測機制，并記錄異常數據以便后續分析。

　　通過對這些優化手段的綜合應用，軟件層面的測量精度可以得到顯著提升。同時，由于系統在測距過程中對定時器捕獲數據的要求較高，優化中斷響應速度和降低系統延時也成為重點任務。

　　九、項目后期擴展功能探討

　　在本設計方案基礎上，可對系統進行多種擴展和功能升級，主要包括：

　　無線數據傳輸

　　集成藍牙模塊（例如HC-05、HM-10）或WiFi模塊（如ESP8266、ESP32）實現無線傳輸測量數據，使其應用于遠程監控或物聯網場景。

　　多點測距與地圖構建

　　利用多個HC-SR04模塊組合配置，構建周邊環境的三維地圖，實現更高級的機器人定位與導航功能。

　　觸摸屏交互

　　替換傳統的OLED或LCD顯示模塊，使用彩色觸摸屏實現更直觀的用戶交互界面，支持參數調整、數據圖形化顯示及記錄查詢。

　　低功耗模式與能源管理

　　進一步優化MCU低功耗工作模式，結合外部電池管理電路，實現長時間無線監控設備的低功耗設計，適合戶外和移動監測場景。

　　數據存儲與云端同步

　　集成SD卡或EEPROM模塊，定期將測量數據存儲并傳輸至云端服務器，通過大數據算法實現環境變化的預測和智能報警。

　　十、綜合總結

　　本超聲波測距儀設計方案以HC-SR04傳感器和STM32F103ZET6微控制器為核心，通過合理的電源管理、精確的接口電平匹配、高速定時器捕獲及先進的數據處理算法，實現了高精度、穩定可靠的測距功能。方案中的每一項元器件選擇均基于充分的實驗和工程實踐，確保了系統在成本、精度、響應速度和抗干擾性能上的平衡。

　　在硬件設計方面，通過對電源穩壓模塊、信號轉換電路及輔助模塊的精心選型，形成了一套完善且易于實現的設計方案；軟件方面采用多級數據處理和動態調節算法，使得系統在各種惡劣環境下依然能夠保持穩定高效的測量性能。硬件與軟件的協同設計以及后期調試與優化，為最終實現產品化提供了堅實的技術保障。

　　未來，隨著物聯網和智能化技術的不斷發展，本設計方案可通過無線通信、數據云存儲與人工智能算法實現更多智能化應用，例如多機器人協同定位、智能家居環境監控及工業安全預警等，不僅為日常測量需求提供了解決方案，也為更大范圍的自動化系統構建奠定了基礎。

　　附錄：詳細電路原理圖說明

　　盡管本文無法以圖像展示完整電路原理圖，但可用文字描述詳細線路連接關系，供讀者在PCB設計時參考。

　　供電部分

　　外部直流電源經穩壓模塊分為5V和3.3V兩路輸出。

　　5V電源供給HC-SR04觸發及工作電路；3.3V電源供給STM32及部分外圍器件。

　　在每個供電節點均布置有0.1μF及10μF去耦電容，濾除高頻干擾。

　　STM32與HC-SR04接口

　　STM32某GPIO口輸出觸發信號，經經過一級緩沖器（如NPN三極管或邏輯電平轉換芯片）轉換為5V高電平驅動HC-SR04的Trig引腳。

　　HC-SR04的Echo引腳輸出5V信號，通過分壓電阻網絡或專用電平轉換芯片降至3.3V，并連接到STM32的定時器捕獲輸入端。

　　為避免共地問題，各模塊均采用單點接地的設計原則，確保系統電路之間無地回路干擾。

　　調試和顯示子系統

　　OLED顯示模塊通過I2C總線與STM32連接，I2C時鐘和數據線均加有上拉電阻。

　　USB轉串口模塊直接連接到STM32的USART接口，建議在軟件設計中配置標準波特率及相應中斷，以便快速調試。

　　外圍擴展接口

　　按鍵、LED指示燈及其他調試接口（如復位按鍵）均通過簡單電阻限流接入STM32的GPIO口，確保抗干擾性能和安全性。

　　各擴展接口均預留測試點，以便后期調試和信號測量。

　　十一、制造工藝與調試注意事項

　　在進行PCB布局和實際制造時，還需要注意以下問題：

　　布局設計

　　確保高速信號走線盡可能短且直，避免在拐角處引入不必要的寄生電容和電感；

　　電源線與信號線應分層布置，保持一定的物理隔離，避免互相干擾；

　　對于關鍵信號路徑，加裝地平面或屏蔽層設計，降低EMI干擾。

　　EMC和ESD保護

　　設計時考慮加裝TVS二極管或ESD保護元件，在接口處防止靜電干擾；

　　敏感信號可以考慮加入濾波電路（如低通濾波器）以增加抗干擾能力。

　　調試與驗證

　　在調試階段，建議分模塊進行測試，先驗證電源電壓、時鐘信號，再逐步接入超聲波模塊測試時序與數據采集，最后整合調試顯示輸出。

　　使用示波器、邏輯分析儀等儀器對關鍵節點的波形進行實時監控，確保信號完整性和電平正確。

　　加入軟件級自檢程序，對各外設狀態進行監測，從而在故障發生時迅速定位問題所在。

　　十二、結語

　　本設計方案系統性地闡述了基于HC-SR04和STM32F103ZET6的超聲波測距儀從電源、傳感器接口、主控單元、到輔助模塊和軟件算法的全流程設計。通過對元器件型號、功能和選型理由的詳細說明，以及電路框圖和硬件原理分析，方案不僅給出了一種高性價比的實現方式，也為后續的功能擴展和工業化生產提供了參考。

　　未來在實際應用中，可以根據具體測量場景（如環境溫度、濕度、目標材質反射系數等）進行進一步調整和優化，以達到更高的精度和可靠性要求。

　　本方案體現出對硬件選型與電路設計的充分調研及論證，力求在理論與實踐之間達到最佳平衡。通過軟硬件一體化設計，充分利用STM32的高效處理能力和HC-SR04模塊的成熟技術，將低成本高精度超聲波測距儀打造成為一款適用于多領域的可靠測量設備。

　　在項目實施過程中，建議對每個環節進行充分測試，并根據測量環境不斷完善數據校正和抗干擾措施，從而確保在大規模應用中能達到預期的應用效果。

　　【附注】

　　以上方案中涉及的元器件型號為推薦型號，根據實際采購、供應商及成本控制等具體情況，設計者可選用功能相近且性價比較高的替代型號。對軟件部分，可根據開發環境與實時應用需求采用C語言、嵌入式操作系統（如FreeRTOS）進行開發，同時配合調試工具（如ST-LINK）完成固件下載與系統調試。

　　至此，本基于HC-SR04模塊和STM32F103ZET6的超聲波測距儀制做方案已詳細闡述完成，方案內容涵蓋了元器件選擇、電路設計、軟件實現及調試驗證，為后續設計、生產提供了堅實的技術基礎和理論指導。