STM32F103驱动HC-SR04超声波测距：从硬件原理到软件滤波的实战优化

简介：本资源是基于STM32F103RCT6微控制器与HC-SR04超声波传感器实现高精度实时测距的完整嵌入式项目，面向嵌入式初学者、课程设计学生及智能硬件开发者，解决非接触式距离检测在机器人避障、智能家居与自动化场景中的基础应用问题。压缩包共77个文件（36个.h头文件定义外设驱动与系统配置，33个.c源文件涵盖主控逻辑、定时器捕获、GPIO控制、串口通信及HCSR04底层驱动等核心模块），含Keil工程文件（.uvprojx/.uvoptx）、调试配置（.dbgconf）、启动代码（.s）、固件镜像（.hex）及批处理脚本（.bat），总大小327KB，结构清晰、模块解耦，便于理解STM32标准外设库开发流程。已有1069人学习下载，提供可直接编译运行的完整工程，包含LCD/OLED双显示适配、定时器输入捕获测距算法实现、温度补偿预留接口及串口调试输出功能，助读者快速掌握传感器驱动、时间测量与物理量转换等关键嵌入式开发技能。

1. 项目概述与核心价值

最近在整理一些嵌入式项目时，翻出来一个基于STM32F103RCT6和HC-SR04超声波模块的测距小项目。这个组合可以说是很多嵌入式新手入门的“经典套餐”了，网上资料也多如牛毛。但我在复盘这个项目时发现，很多教程和代码都只停留在“能跑通”的层面，对于如何让测距更稳定、更精确，以及背后涉及到的硬件时序、软件滤波、中断处理等关键细节，往往一笔带过。这导致很多朋友照着做出来，发现数据跳得厉害，或者在某些环境下完全失灵，最后只能不了了之。

这个项目本身并不复杂，核心就是让STM32单片机驱动HC-SR04模块发射超声波，并测量回波时间，再根据声速计算出距离。但它麻雀虽小，五脏俱全，几乎涵盖了嵌入式开发中GPIO控制、定时器输入捕获、中断管理、数据处理等基础且核心的技能点。通过深入优化这个项目，你能学到的绝不仅仅是调用一个库函数那么简单，而是如何与硬件“对话”，如何设计稳健的软件逻辑来应对不完美的现实物理世界。

无论你是刚接触STM32的学生，还是想巩固底层驱动开发经验的工程师，这个项目都是一个绝佳的练手对象。接下来，我会从硬件原理、驱动设计、软件滤波到实际调试，把整个流程掰开揉碎了讲清楚，并分享那些在数据手册和标准教程里不会写的“踩坑”经验和优化技巧。

2. 硬件选型与电路设计思路拆解

2.1 核心控制器：STM32F103RCT6的考量

选择STM32F103RCT6作为主控，是经过多方面权衡的。首先，它属于STM32F1系列的“增强型”产品，拥有256KB的Flash和48KB的RAM，对于这样一个测距应用来说绰绰有余，为后续添加更复杂的滤波算法、通信协议（如通过串口上报数据）甚至简单的用户界面预留了充足的空间。其72MHz的主频，足以应对超声波测距中微秒级精度的定时需求。

其次，RCT6拥有多达51个通用IO口，这为我们灵活分配Trig（触发）和Echo（回波）引脚提供了便利。更重要的是，它内置了多个高级定时器（TIM1, TIM8）和通用定时器（TIM2-TIM5），这些定时器都支持输入捕获功能，这是高精度测量回波脉冲宽度的关键。相比用普通IO口结合系统滴答定时器来测量，使用定时器的输入捕获功能不仅精度高，而且不占用CPU资源，程序结构更清晰。

最后，从生态和成本角度看，“F103”系列作为STM32的常青树，资料丰富，社区活跃，各种开发工具和库支持完善，价格也相对亲民，非常适合学习和原型开发。

2.2 传感器模块：HC-SR04的优缺点与真实世界挑战

HC-SR04超声波测距模块以其低廉的价格和简单的接口（仅需一个触发信号和一个回波信号）成为最普及的选择。其工作原理非常直接：单片机给Trig引脚一个至少10us的高电平脉冲，模块内部便会发射一组8个40kHz的超声波。当超声波遇到障碍物返回时，模块接收到回波，其Echo引脚会输出一个与距离成正比的高电平脉冲。

然而，在实际使用中，HC-SR04的局限性也很明显：

1. 测量精度有限：官方标称精度为3mm，但这是在理想条件下（室温、平整硬质障碍物）。温度、湿度、障碍物材质和角度都会严重影响声速和回波强度，从而引入误差。
2. 盲区问题：模块前方约2cm-3cm内无法有效测量，因为发射信号会直接干扰接收电路。
3. 回波信号易受干扰：Echo引脚输出的高电平脉冲，其边沿质量容易受到电源噪声、电磁干扰的影响，可能导致定时器捕获到错误的边沿。
4. 测量周期限制：两次测量之间需要至少60ms的间隔，否则可能会受到上次发射声波的余波干扰。

理解这些缺点不是为了否定它，而是为了在软件和硬件设计上做出针对性的补偿。例如，针对精度问题，我们可以引入温度补偿算法；针对干扰问题，需要在硬件上做好电源滤波，在软件上添加数字滤波逻辑。

2.3 电路连接与硬件层面的抗干扰设计

接线很简单，但细节决定成败：

• VCC： 接5V电源。注意：虽然STM32的IO口是3.3V电平，但HC-SR04的Echo引脚输出的高电平是5V。直接连接到STM32的IO口有损坏MCU的风险！必须进行电平转换。
• Trig： 接STM32任意一个GPIO口（配置为推挽输出）。这个信号是3.3V，HC-SR04可以识别。
• Echo： 接STM32的某个定时器通道对应的GPIO口（配置为浮空输入或上拉输入，以捕获上升沿和下降沿）。这里必须使用电平转换电路，最简单的方案是使用一个由两个电阻组成的分压电路，将5V分压至约3V左右。例如，串联一个1kΩ和2kΩ的电阻，从Echo接到地，从中间节点（1kΩ和2kΩ之间）连接到STM32的IO口。这样既完成了电平转换，也起到了一定的限流作用。
• GND： 共地，这是必须的，并且地线要尽可能粗短，以减少噪声。

除了电平转换，硬件上还有几个抗干扰要点：

1. 电源去耦：在HC-SR04的VCC和GND引脚之间，就近并联一个10uF的电解电容和一个0.1uF的陶瓷电容，用于滤除电源线上的低频和高频噪声。
2. 信号线保护：Trig和Echo的信号线不宜过长，如果超过10cm，可以考虑使用双绞线，并在STM32端为这两个IO口添加对地的小电容（如20pF）来吸收高频毛刺。
3. 物理隔离：如果条件允许，避免将HC-SR04模块与电机、继电器等大电流感性负载安装得太近，防止电磁干扰。

3. 软件驱动与核心算法实现

3.1 定时器输入捕获配置详解

测量Echo高电平脉冲的宽度是本项目的核心，我们将使用STM32定时器的输入捕获功能。这里以通用定时器TIM2的通道1（对应PA0引脚）为例。

配置步骤与原理：

1. 使能时钟：开启GPIOA和TIM2的时钟。
2. GPIO初始化：将PA0配置为浮空输入模式，因为Echo信号来自外部。
3. 定时器基础配置：
   • 时基单元：设定预分频器（PSC）和自动重装载值（ARR）。我们的目标是获得1us的计数精度。在72MHz系统时钟下，设置PSC = 71，则定时器时钟为72MHz / (71+1) = 1MHz，即每个计数周期为1us。ARR可以设置为最大值0xFFFF（65535），因为一次测距的最大时间对应约4米距离（约23.5ms），远小于65535us。
   • 捕获/比较通道：将通道1配置为输入捕获模式，捕获边沿选择为“上升沿和下降沿”。
   • 输入滤波：这是关键优化点！可以设置输入捕获滤波器（ICF），例如设置为4个时钟周期滤波。这意味着定时器会连续采样4次输入信号，只有当4次采样值一致时，才认为边沿有效。这能有效滤除Echo信号上的短时毛刺。
   • 捕获中断：使能捕获/比较1中断（CC1IE），这样在上升沿和下降沿到来时，都会进入中断服务程序。
4. 中断配置：在NVIC中使能TIM2的中断。
5. 启动定时器：使能TIM2。

注意：在Keil MDK环境下配置这些寄存器时，既可以直接操作寄存器，也可以使用ST官方提供的标准外设库（Standard Peripheral Library）或HAL库。对于初学者，我建议从标准库开始，它的封装程度适中，能帮你更好地理解底层寄存器。HAL库虽然更抽象、移植性更好，但有时会掩盖一些细节。

3.2 测距主程序逻辑与状态机设计

驱动HC-SR04需要一个严谨的时序逻辑，我推荐使用一个简单的状态机来实现，这比用一堆delay_ms函数要可靠和高效得多。

状态定义：

• STATE_IDLE： 空闲状态，等待启动测量指令。
• STATE_TRIGGER： 触发状态，拉高Trig引脚，准备发射超声波。
• STATE_WAIT_ECHO： 等待回波状态，在拉低Trig后，等待Echo上升沿。
• STATE_MEASURING： 测量状态，已捕获到上升沿，正在等待下降沿以完成测量。
• STATE_CALCULATING： 计算状态，测量完成，进行距离计算和滤波。

主循环逻辑：

int main(void) { // 系统时钟、GPIO、定时器、中断初始化 Hardware_Init(); // 状态机初始状态 测距状态机.state = STATE_IDLE; while(1) { switch(测距状态机.state) { case STATE_IDLE: // 可以在这里判断是否需要启动一次测量，比如按键按下或定时到达 if(需要测量) { 测距状态机.state = STATE_TRIGGER; } break; case STATE_TRIGGER: HC_SR04_Trig_High(); // 拉高Trig // 这里不能用阻塞延时！推荐用定时器实现一个非阻塞的微秒级延时 if(微秒延时到达(10)) { // 延时10us HC_SR04_Trig_Low(); // 拉低Trig 测距状态机.state = STATE_WAIT_ECHO; // 启动一个超时定时器，防止永远等不到回波 启动回波超时定时器(60); // 超时时间略大于最大测量时间 } break; case STATE_WAIT_ECHO: // 状态由定时器输入捕获中断改变，主循环无需处理 // 如果超时定时器触发，则说明测量失败，复位状态到IDLE break; case STATE_MEASURING: // 状态由定时器输入捕获中断改变 break; case STATE_CALCULATING: // 计算距离，应用滤波算法 float distance = Calculate_Distance(测距状态机.echo_pulse_width_us); distance = Filter_Data(distance); // 滤波 测距状态机.distance_result = distance; 测距状态机.state = STATE_IDLE; // 可以在这里触发数据显示或上传 break; } // 其他后台任务，如LED闪烁、串口数据处理等 Other_Tasks(); } }

定时器输入捕获中断服务程序逻辑：

void TIM2_IRQHandler(void) { if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET) { // 清除中断标志 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1); if(测距状态机.state == STATE_WAIT_ECHO) { // 捕获到上升沿，意味着回波开始 测距状态机.rise_capture_value = TIM_GetCapture1(TIM2); // 改变捕获边沿为下降沿 TIM_OC1PolarityConfig(TIM2, TIM_ICPolarity_Falling); 测距状态机.state = STATE_MEASURING; } else if(测距状态机.state == STATE_MEASURING) { // 捕获到下降沿，意味着回波结束 uint16_t fall_capture_value = TIM_GetCapture1(TIM2); // 计算脉冲宽度，考虑定时器溢出 if(fall_capture_value >= 测距状态机.rise_capture_value) { 测距状态机.echo_pulse_width_us = fall_capture_value - 测距状态机.rise_capture_value; } else { // 发生了定时器溢出（ARR较小的情况下可能发生） 测距状态机.echo_pulse_width_us = (65536 + fall_capture_value) - 测距状态机.rise_capture_value; } // 恢复捕获边沿为上升沿，为下一次测量准备 TIM_OC1PolarityConfig(TIM2, TIM_ICPolarity_Rising); // 停止超时定时器 停止回波超时定时器(); 测距状态机.state = STATE_CALCULATING; } } // 处理定时器更新中断（用于处理溢出，如果ARR设置得较小） if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 更新溢出计数器 测距状态机.timer_overflow_count++; } }

3.3 距离计算与温度补偿算法

距离计算的基本公式是：距离 = (声速 × 时间) / 2。时间就是我们测得的echo_pulse_width_us（单位微秒），除以2是因为声音走了来回两趟。

关键点在于声速：在标准大气压、干燥空气中，声速v ≈ 331.4 + 0.606 × T（米/秒），其中T是摄氏温度。室温25°C时，声速约为346.35 m/s，即0.034635 cm/us。

因此，距离（厘米）计算公式为：distance_cm = (echo_pulse_width_us * 0.034635) / 2

为了提升精度，我们可以引入一个温度传感器（如DS18B20）来获取实时环境温度T，动态计算声速：

float speed_of_sound_cm_per_us = (331.4f + 0.606f * current_temperature_c) / 10000.0f; // 转换为 cm/us float distance_cm = (echo_pulse_width_us * speed_of_sound_cm_per_us) / 2.0f;

即使没有外置温度传感器，如果你的设备在室内使用，也可以预设一个固定的温度值（如25°C），这比使用一个固定的声速常数（如340m/s）要准确得多。

3.4 软件滤波算法：让数据更稳定

原始的距离数据往往存在随机跳动，尤其是测量较远距离或面对粗糙、吸音表面时。软件滤波是提升数据可用性的关键。这里介绍几种简单有效的方法：

1. 中值滤波：连续采样N次（例如5次或7次），将这N个数据从小到大排序，取中间的那个值作为本次输出。这种方法能有效滤除偶然的脉冲干扰（即“毛刺”）。

   #define FILTER_WINDOW_SIZE 5 float distance_buffer[FILTER_WINDOW_SIZE]; int buffer_index = 0; float Median_Filter(float new_distance) { distance_buffer[buffer_index] = new_distance; buffer_index = (buffer_index + 1) % FILTER_WINDOW_SIZE; // 复制到临时数组进行排序 float temp_buffer[FILTER_WINDOW_SIZE]; memcpy(temp_buffer, distance_buffer, sizeof(temp_buffer)); // 使用简单的冒泡排序 for(int i=0; i<FILTER_WINDOW_SIZE-1; i++) { for(int j=0; j<FILTER_WINDOW_SIZE-1-i; j++) { if(temp_buffer[j] > temp_buffer[j+1]) { float swap = temp_buffer[j]; temp_buffer[j] = temp_buffer[j+1]; temp_buffer[j+1] = swap; } } } // 返回中值 return temp_buffer[FILTER_WINDOW_SIZE / 2]; }

2. 滑动平均滤波：维护一个固定长度的队列，每次新数据进来，就替换掉最老的数据，然后计算队列中所有数据的平均值。这种方法能让输出更平滑，但对突发跳变的响应会变慢。

   #define MEAN_WINDOW_SIZE 10 float mean_buffer[MEAN_WINDOW_SIZE]; int mean_index = 0; float sum = 0; float Moving_Average_Filter(float new_distance) { sum -= mean_buffer[mean_index]; // 减去即将被替换的旧值 sum += new_distance; // 加上新值 mean_buffer[mean_index] = new_distance; // 存入新值 mean_index = (mean_index + 1) % MEAN_WINDOW_SIZE; return sum / MEAN_WINDOW_SIZE; }

3. 复合滤波：在实际项目中，我通常将中值滤波和滑动平均滤波结合使用。先用中值滤波滤掉明显的异常值，再用滑动平均滤波让曲线平滑。这样既能抗干扰，又能保证数据的连续性。

实操心得：滤波窗口的大小需要根据你的测量频率和应用场景来权衡。窗口越大，数据越平滑，但实时性越差。对于机器人避障这类需要快速反应的应用，窗口要小（如3-5）；对于静态距离显示，窗口可以大一些（如10-20）。另外，在系统刚启动时，滤波缓冲区是空的，直接输出原始数据或一个默认值，避免输出无效数据。

4. 系统集成与功能扩展

4.1 多传感器管理与任务调度

一个完整的测距系统往往不止一个超声波模块。例如，一个自动导航小车可能需要前后左右四个方向的测距信息。如何高效、无冲突地管理多个HC-SR04模块是一个挑战。

方案一：分时复用，顺序触发这是最简单的方案。为每个模块定义独立的Trig和Echo引脚。在主循环或一个定时器中断里，按顺序触发各个模块，并分别记录它们的Echo引脚状态。关键点：必须确保两个模块的测量时间完全错开，即等上一个模块的Echo信号完全结束后（约60ms后），再触发下一个模块。否则，一个模块发射的超声波可能会被另一个模块接收到，导致数据混乱。这种方案软件简单，但数据更新率低（N个模块的总周期至少为N*60ms）。

方案二：单定时器多通道捕获如果多个HC-SR04模块的Echo信号连接到同一个定时器的不同输入捕获通道上（例如TIM2的CH1, CH2, CH3, CH4），理论上可以同时测量多个回波脉冲宽度。但触发信号（Trig）仍然需要错开发送，因为同时发射超声波会互相干扰。这种方式可以减少CPU中断处理的开销，但硬件连接和软件配置稍复杂。

方案三：使用外部中断配合软件计时对于Echo引脚，如果不追求极高精度，也可以配置为外部中断模式。在上升沿和下降沿中断中，通过读取系统微秒计时器（如SysTick或一个高精度定时器）来计算出脉冲宽度。这种方式更灵活，不占用专用的定时器捕获通道，但精度和抗干扰能力通常不如专用的输入捕获模式，且中断频繁时对系统负荷有影响。

任务调度建议：无论采用哪种方案，都建议将测距控制逻辑放在一个固定的、低优先级的定时器中断或任务中（如果使用了RTOS，如FreeRTOS）。避免在主循环中使用delay函数进行等待，这会让整个系统失去响应。使用状态机和非阻塞延时是保证系统实时性的关键。

4.2 数据输出与用户接口设计

获取到稳定的距离数据后，我们需要将其呈现出来。常见的方式有：

1. 串口输出：最常用的调试和通信方式。将距离数据格式化成字符串，通过串口发送到电脑，用串口助手（如SecureCRT, Putty）或自己编写的上位机软件显示。格式可以简单如"Distance: 25.3 cm\n"，也可以设计成更结构化的协议，如二进制数据帧，便于其他设备解析。

   // 在计算状态完成后，通过串口发送数据 void USART_Send_Distance(float distance_cm) { char buffer[32]; int len = sprintf(buffer, "D:%.1f cm\r\n", distance_cm); // 保留一位小数 for(int i=0; i<len; i++) { USART_SendData(USART1, buffer[i]); while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET); // 等待发送完成 } }

2. OLED/LCD显示：对于独立设备，一个小的OLED屏幕（如0.96寸SSD1306）是绝佳选择。通过I2C或SPI接口驱动，实时显示距离数值、波形图甚至简单的状态图标。这涉及到另一个驱动层（OLED驱动库）的编写或移植。

3. 蜂鸣器或LED报警：实现简单的阈值报警功能。当距离小于某个安全值（如10cm）时，让蜂鸣器鸣叫或LED闪烁，常用于防撞预警。

4. 通过无线模块上传：结合ESP8266（Wi-Fi）或HC-05（蓝牙）模块，可以将距离数据发送到手机App或云端服务器，实现远程监控。

4.3 低功耗设计考量

如果你的设备是电池供电，那么功耗就是一个必须考虑的问题。HC-SR04模块在工作时电流消耗约为15mA，待机时也有约2mA。STM32F103在运行模式下的功耗也不低。

优化策略：

• 间歇工作模式：如果不是需要连续测距，可以让系统大部分时间处于休眠状态（STM32的SLEEP或STOP模式）。用一个低功耗定时器（如RTC或低功耗定时器LPTIM）定时唤醒，唤醒后进行一次测量，上报数据，然后继续休眠。
• 关闭外设时钟：在休眠前，关闭不需要的外设时钟（如USART, SPI, 多余的定时器等）。
• 降低主频：在满足定时器精度的前提下，可以适当降低系统主频（HCLK），能显著降低动态功耗。
• 传感器电源管理：如果可能，通过一个GPIO口控制一个MOSFET管来给HC-SR04模块供电。在休眠期间彻底切断传感器电源，将其功耗降为零。

5. 开发环境搭建与调试技巧实录

5.1 Keil MDK-ARM项目配置要点

很多新手在Keil里创建STM32项目时会遇到各种编译和下载问题。这里分享几个关键点：

1. 器件选择：在创建新项目时，务必准确选择STMicroelectronics->STM32F103 Series->STM32F103RC。选错型号会导致头文件、启动文件不匹配。
2. 运行环境管理（RTE）：对于F1系列，Keil的软件包（Device Family Pack）通常已经包含了标准外设库。你可以在Manage Run-Time Environment窗口中添加Device->Startup（启动代码）和Device->StdPeriph Drivers（标准外设库框架）。但更常见的做法是手动将标准库文件（从ST官网下载的STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0）复制到项目文件夹，并添加到工程中。
3. 魔术棒设置（Options for Target）：
   • Target标签页：正确设置晶振频率（Xtal (MHz)，通常为8），以及ROM和RAM的起始地址与大小（对于RCT6，ROM: 0x8000000 Size: 0x40000; RAM: 0x20000000 Size: 0xC000）。
   • Output标签页：勾选Create HEX File，以便生成烧录文件。
   • C/C++标签页：在Define框中填入全局宏定义，对于标准库，必须添加USE_STDPERIPH_DRIVER。如果你的代码用了STM32F10X_HD（大容量型号），还需要添加STM32F10X_HD。在Include Paths中添加所有头文件所在的文件夹路径。
   • Debug标签页：选择你的调试器（如ST-LINK）。在Settings里确认SWD接口和芯片ID被正确识别。
   • Utilities标签页：设置下载后自动复位并运行。

常见坑点：编译时提示..\..\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport\core_cm3.h(80): error: #5: cannot open source input file "stdint.h": No such file or directory。这是因为Keil没有正确包含C99标准头文件路径。解决方法：在C/C++标签页的Misc Controls框中添加--c99编译选项。

5.2 调试技巧：逻辑分析仪与串口打印

当程序下载后不工作，或者测距数据异常时，系统化的调试至关重要。

1. 硬件信号观测（逻辑分析仪/示波器）这是最直接有效的方法。用逻辑分析仪或示波器同时抓取Trig和Echo引脚上的波形。

• 检查Trig信号：是否是一个干净的、宽度大于10us的高电平脉冲？
• 检查Echo信号：在Trig脉冲结束后，是否出现了一个高电平脉冲？其宽度是否随距离变化？上升沿和下降沿是否陡峭？有没有明显的毛刺？
• 发现问题：如果Trig信号正常但没有Echo信号，检查模块供电、电平转换电路和接线。如果Echo信号有毛刺，检查电源滤波和信号线布局。

2. 软件调试（串口打印与断点）在没有硬件仪器时，串口打印是“穷人”的调试利器。

• 关键点打印：在状态机切换、捕获中断触发、距离计算完成等关键位置，通过串口打印出状态变量、捕获值、计算出的时间等。

  printf("[State] Enter STATE_TRIGGER\r\n"); printf("[Capture] Rise: %u, Fall: %u, Width: %u us\r\n", rise_val, fall_val, pulse_width); printf("[Distance] Raw: %.2f cm, Filtered: %.2f cm\r\n", raw_dist, filtered_dist);

• 使用断点和观察窗口：在Keil的调试模式下，可以在中断服务函数和状态机关键判断处设置断点。在观察窗口（Watch）中添加测距状态机.state、echo_pulse_width_us等变量，单步执行，观察其变化是否符合预期。
• 检查中断是否触发：在定时器中断服务函数入口处设置断点，或者翻转一个测试用的LED灯，看中断是否被正常触发。

5.3 典型问题排查速查表

5.4 从标准库迁移到HAL库的注意事项

ST现在主推HAL库，新的芯片和开发工具（如STM32CubeMX）也主要基于HAL。如果你未来想迁移到HAL库，需要了解以下区别：

1. 初始化方式：HAL库使用一个统一的HAL_Init()初始化，并通过HAL_TIM_IC_Init()等函数配合结构体进行外设配置，比标准库的TIM_TimeBaseInit()、TIM_ICInit()更抽象。
2. 中断处理：HAL库有统一的中断处理函数HAL_TIM_IRQHandler()，需要在其中调用相应的回调函数（Callback），如HAL_TIM_IC_CaptureCallback()。你的应用逻辑主要写在回调函数里，而不是直接在中断服务函数里。
3. 代码体积与效率：HAL库为了通用性和可移植性，代码通常比标准库更臃肿，执行效率可能略低。对于F103这种资源有限的芯片，如果项目对体积和速度敏感，标准库仍是好选择。
4. 开发效率：HAL库配合STM32CubeMX图形化工具，可以快速生成初始化代码，对于复杂外设（如USB、以太网）配置尤其方便。

我个人建议，在学习阶段，从标准库入手可以更深刻地理解寄存器操作。在实际项目开发中，尤其是用到复杂外设或需要快速原型开发时，HAL库加CubeMX是更高效的选择。你可以为这个超声波测距项目分别用标准库和HAL库实现一遍，这对理解STM32的软件生态大有裨益。

最后，这个项目的所有代码和原理图，我都会整理好。真正的掌握来自于动手实践和调试。不妨现在就拿起你的开发板，从点亮一个LED开始，一步步把超声波测距的功能搭起来，过程中遇到的每一个问题，都会让你对嵌入式系统的理解更深一层。

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