Arduino UNO R3自学笔记14 之 Arduino使用HC-SR04模块如何测量距离？

news2024/12/22 0:08:06

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前言：学习使用HC-SR04模块测距。

1.HC-SR04模块介绍

基本参数：

●使用电压：DC---5V

●静态电流：小于2mA

●电平输出：高5V

●电平输出：底0V

●感应角度：不大于15度

●探测距离：2cm-450cm

●高精度可达0.2cm

原理：

●采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;

●模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；

●有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

本模块使用方法简单,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计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离。

2.关系式推导

根据模块厂商提供的信息，得知：发一个10US以上的高电平，等待接收口高电平输出.开定时器，让后开始计时，直到变为低电平，期间的时间就是测距模块到物体加上物体到测距模块之间路程，超声波走过花费的时间，即：

2S=V*T

S:超声波模块到物体距离；

V:超声波的速度，也就是声音的速度，为340米/秒；

T:超声波发出到物体及反射后回来的总时间

因此:

$S=\frac{V*T}{2}$

代入V，则

$S=170*T$ ,

$S$ :距离，米

$T$ :高电平时间，秒

3.电路原理图

4.测试代码

#define PIN_TRIG 3
#define PIN_ECHO 2

void setup() {
  Serial.begin(115200);  //初始化串口
  pinMode(PIN_TRIG, OUTPUT);
  pinMode(PIN_ECHO, INPUT);
}

void loop() {
 
  digitalWrite(PIN_TRIG, HIGH); // 位高
  delayMicroseconds(10);        // 延时
  digitalWrite(PIN_TRIG, LOW);  // 拉低，进入测距

  int duration = pulseIn(PIN_ECHO, HIGH);// 检测超声波返回用的时间
  int s = duration*0.17; //用公式计算距离，上个时间是微妙，所以×0.17
  Serial.print("距离(CM): ");// 串口输出距离
  Serial.println(s);

  delay(1000);
}