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。
元器件清单:
Zduino 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;
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:
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:
Arduino示例程序:
/* [url=http://www.openjumper.cn/]www.openjumper.cn[/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); }
连线实物图:
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,如下图: