超声波模块测距的使用方法

  一、简介

1. C-SR04超声波模块是一种常用的测距模块，其通过发射超声波并接收其反射信号来实现测距功能。因其成本低、精度高、使用简便等特点，被广泛应用于以下场景：

（1）避障机器人：HC-SR04超声波模块可以用于避障机器人的距离测量，通过检测障碍物与机器人的距离，实现避障控制。

（2）智能家居：HC-SR04超声波模块可用于智能家居中的人体检测和距离测量。例如，在门口安装超声波模块，可以检测人的接近并触发开门动作，或者用于室内的距离测量和触发自动照明等。

2. 本实验用到了CW32F030C8T6小蓝板、0.96寸OLED显示屏、HC-SR04超声波模块及Keil5开发环境。

二、超声波模块测距的使用方法

  使用流程   连接电源 将VCC引脚连接到+5V，GND引脚连接到GND。  

连接触发引脚

将Trig引脚连接到单片机的数字输出引脚。  

连接回波引脚

将Echo引脚连接到单片机的数字输入引脚。  

发送信号

通过向Trig引脚发送一个至少10微秒的高电平触发信号来启动测距过程  

接收信号

模块发送触发信号后，自动发射超声波，并等待接收反射信号。当接收到反射信号时，Echo引脚会输出一个高电平信号，持续时间与超声波的往返时间成正比。

计算距离

通过测量Echo引脚输出高电平信号的持续时间，可以计算得到距离，一般使用以下公式计算：

距离 = 高电平持续时间 × 声波在空气中传播的速度 / 2。

重复测量

根据需要可定时测量距离，以实现连续的距离监测。

需要注意的是，HC-SR04超声波模块的测距精度受到多种因素的影响，如温度、超声波传播介质等。在使用过程中，需要结合具体的应用场景和需求进行参数调整和校准，以获得准确的距离测量结果。

  三、核心代码

HC_SR04.c:
#include "HC_SR04.h"


extern unsigned int time;


void HC_GPIO_Init(void)  
{
  __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; 
  GPIO_InitStruct.IT=GPIO_IT_NONE;
  GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT_PULLDOWN;//下拉输入
  GPIO_InitStruct.Pins=GPIO_PIN_8;               //Echo
  GPIO_Init(CW_GPIOB,&GPIO_InitStruct);
  
  GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;     //推挽输出
  GPIO_InitStruct.Pins=GPIO_PIN_9;               //Trig 
  GPIO_Init(CW_GPIOB,&GPIO_InitStruct);
  
  PB09_SETLOW();   //Trig拉低，为输出脉冲触发信号做准备
}


unsigned int Measure_Distance(void) //测距
{
  unsigned int distance=0;
  
  SetTrig();     //10us的脉冲触发信号
  Delay_us(10);
  ResetTrig();
  while(ReadEcho()==0); //等待Echo输出高电平
  time=0;               //开始记录回波信号脉宽
  while(ReadEcho()==1); //等待Echo输出低电平     
  distance=time*1.7;//根据声速和时间计算距离，即distance=time*340/2/100
  /*
      关于分辨力(mm)：
          定时器每次对time加1是10us,10us=0.01ms,340m/s=340mm/ms
          计算距离时，最小分辨力为：0.01(ms) * 340(mm/ms) / 2 = 1.7(mm)
          小于模块标准精度3mm,故测距结果十分精准
  */
  return distance; //返回距离,单位mm
}
main.c:
#include "HC_SR04.h"


extern unsigned int time;


void HC_GPIO_Init(void)  
{
  __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; 
  GPIO_InitStruct.IT=GPIO_IT_NONE;
  GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT_PULLDOWN;//下拉输入
  GPIO_InitStruct.Pins=GPIO_PIN_8;               //Echo
  GPIO_Init(CW_GPIOB,&GPIO_InitStruct);
  
  GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
  GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;     //推挽输出
  GPIO_InitStruct.Pins=GPIO_PIN_9;               //Trig 
  GPIO_Init(CW_GPIOB,&GPIO_InitStruct);
  
  PB09_SETLOW();   //Trig拉低，为输出脉冲触发信号做准备
}


unsigned int Measure_Distance(void) //测距
{
  unsigned int distance=0;
  
  SetTrig();     //10us的脉冲触发信号
  Delay_us(10);
  ResetTrig();
  while(ReadEcho()==0); //等待Echo输出高电平
  time=0;               //开始记录回波信号脉宽
  while(ReadEcho()==1); //等待Echo输出低电平     
  distance=time*1.7;//根据声速和时间计算距离，即distance=time*340/2/100
  /*
      关于分辨力(mm)：
          定时器每次对time加1是10us,10us=0.01ms,340m/s=340mm/ms
          计算距离时，最小分辨力为：0.01(ms) * 340(mm/ms) / 2 = 1.7(mm)
          小于模块标准精度3mm,故测距结果十分精准
  */
  return distance; //返回距离,单位mm
}

 

  四、实验最终现象

 

　　审核编辑：汤梓红