超声波测距实验

港控/mmm° 2022-07-30 19:55 229阅读 0赞

# 超声波测距实验 #

> 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即：s=340m/s× t / 2 。这就是所谓的时间差测距法。本实验利用超声波测得的距离从串口中显示。  
> ![这里写图片描述][20160420084539461]

## 元器件清单 ##

*  **Aduino UNO × 1**
 *  **OJ传感器扩展板× 1**
 *  **USB数据线 × 1**
 *  **1p杜邦线 × 4**
 *  **超声波传感器 × 1**

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## 知识要点 ##

*  **pulseIn()：用于检测引脚输出的高低电平的脉冲宽度。**
 *  **pulseIn(pin, value)**
 *  **pulseIn(pin, value, timeout)**
 *  **Pin—需要读取脉冲的引脚**
 *  **Value—需要读取的脉冲类型，HIGH或LOW**
 *  **Timeout—超时时间，单位微秒，数据类型为无符号长整型**

## 使用方法及时序图 ##

![这里写图片描述][20160420090951971]  
![这里写图片描述][20160420091046199]  
![这里写图片描述][20160420091058699]

1.  使用Arduino采用数字引脚给SR04的Trig引脚至少10μs的高电平信号，触发SR04模块测距功能；
2.  触发后，模块会自动发送8个40KHz的超声波脉冲，并自动检测是否有信号返回。这步会由模块内部自动完成。
3.  如有信号返回，Echo引脚会输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。此时，我们能使用pulseIn()函数获取到测距的结果，并计算出距被测物的实际距离。

## SR04与Arduino接线示意图 ##

![这里写图片描述][20160420091255717]

## Arduino示例程序 ##

/*
    [url=http://www.openjumper.com/]www.openjumper.com[/url]
    日期:2013.5.18
    IDE 版本:1.0.1
    功能：利用SR04超声波传感器进行测距，并用串口显示测出的距离值
    */
    
    // 设定SR04连接的Arduino引脚
    const int TrigPin = 2; 
    const int EchoPin = 3; 
    float distance; 
    void setup() 
    {   // 初始化串口通信及连接SR04的引脚
            Serial.begin(9600); 
            pinMode(TrigPin, OUTPUT); 
        // 要检测引脚上输入的脉冲宽度，需要先设置为输入状态
            pinMode(EchoPin, INPUT); 
        Serial.println("Ultrasonic sensor:");
    } 
    void loop() 
    { 
        // 产生一个10us的高脉冲去触发TrigPin 
            digitalWrite(TrigPin, LOW); 
            delayMicroseconds(2); 
            digitalWrite(TrigPin, HIGH); 
            delayMicroseconds(10);
            digitalWrite(TrigPin, LOW); 
        // 检测脉冲宽度，并计算出距离
            distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00;
            Serial.print(distance); 
            Serial.print("cm"); 
            Serial.println(); 
            delay(1000); 
    }

## 运行效果 ##

下载完程序后，打开串口监视器，并将超声波传感器对向需要测量的物体，即可看到当前超声波传感器距物体的距离

[20160420084539461]: /images/20220724/09aba48adac94432bfee6fad6ab3faae.png
[20160420090951971]: /images/20220724/33b7804847114442b70f23d3a02901d4.png
[20160420091046199]: /images/20220724/48ca09aad55746c59d4a672f39626454.png
[20160420091058699]: /images/20220724/b9f6bee56d4c4f1db139ee8b0b0bfbd7.png
[20160420091255717]: /images/20220724/ecc9057336ec439b902efacf2cd9936a.png