【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

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模块电原理图

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模块特征
HC-SR04超声波测距模块具有测距距离精确，能和SRF05，SRF02等超声波测距相媲美，测量距离 ** 2cm~450cm （小编实测：10cm~300cm）。工作原理——1）采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号。2）模块自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回。3）有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间。只需要提供一个10uS以上脉冲触发信号，该模块内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。公式： uS/58=厘米或者uS/148=英寸;或是：距离=高电平时间*声速（340M/S） /2;建议测量周期为60ms以上，以防止发射信号对回响信号的影响。
注：
1、此模块不宜带电连接，若要带电连接，则先让模块的GND端先连接，否则会影响模块的正常工作。
2、测距时，被测物体的面积不少于05平方米且平面尽量要求平整，否则影响测量的结果。

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使用高电平触发
超声波测距模块：
VCC -> 5V
GND -> GND
Trig （控制端）-> 2
Echo （接收端）-> 3
注： TRIP引脚是内部上拉10K的电阻，用单片机的IO口拉低TRIP引脚，然后给一个10us以上的脉冲信号。模块应先插好在电路板上再通电，避免产生高电平的误动作，如果产生了，重新通电方可解决。

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1. /*
   
2. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（58）
   
3. 实验五十八： HC-SR04超声波测距传感器模块（通用款）
   
4. 
   
5. Echo接Digital 3口，接收距离信号
   
6. Trig接Arduino板的Digital 2口，触发测距
   
7. 上电后预热稳定大约需要60秒钟
   
8. */
   
9. 
   
10. float      distance;
    
11. const int  echo=3;                          //echO接D3脚
    
12. const int  trig=2;                          //echO接D2脚
    
13. void setup()
    
14. {
    
15.   Serial.begin(9600);                       //波特率9600
    
16.   pinMode(echo,INPUT);                       //设置echo为输入脚
    
17.   pinMode(trig,OUTPUT);                      //设置trig为输出脚
    
18.   Serial.println("HC-SR04-2019.7.14测距开始：");
    
19. }
    
20. void loop()
    
21. {
    
22. digitalWrite(trig,LOW);
    
23. delayMicroseconds(20);
    
24. digitalWrite(trig,HIGH);
    
25. delayMicroseconds(20);
    
26. digitalWrite(trig,LOW);                     //发一个20US的高脉冲去触发Trig
    
27. 
    
28. distance  = pulseIn(echo,HIGH);             //计数接收高电平时间
    
29. distance  = distance*340/2/10000;           //计算距离 1：声速：340M/S  2：实际距离1/2声速距离 3：计数时钟为1US
    
30. Serial.print("距离: ");
    
31. Serial.print(distance);
    
32. Serial.println("cm");
    
33. delay(20);                                   //单次测离完成后加20mS的延时再进行下次测量。防止近距离测量时，测量到上次余波，导致测量不准确。
    
34. delay(500);                                  //500mS测量一次
    
35. }

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1. /*
   
2. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（58）
   
3. 实验五十八： HC-SR04超声波测距传感器模块（通用款）
   
4. 
   
5. 程序之二，阙值50厘米控制板载LED
   
6. Echo接Digital 3口，接收距离信号
   
7. Trig接Arduino板的Digital 2口，触发测距
   
8. 上电后预热稳定大约需要60秒钟
   
9. HC-SR04为简单通用款，没有温度补偿，实测200CM段误差约3CM
   
10. */
    
11. 
    
12. int inputPin=3; // 定义超声波信号接收接口
    
13. int outputPin=2; // 定义超声波信号发出接口
    
14. int ledpin=13;
    
15. void setup()
    
16. {
    
17. Serial.begin(9600);
    
18. pinMode(ledpin,OUTPUT);
    
19. pinMode(inputPin, INPUT);
    
20. pinMode(outputPin, OUTPUT);
    
21. }
    
22. void loop()
    
23. 
    
24. {
    
25. digitalWrite(outputPin, LOW); // 使发出发出超声波信号接口低电平2μs
    
26. delayMicroseconds(2);
    
27. digitalWrite(outputPin, HIGH); // 使发出发出超声波信号接口高电平10μs，这里是至少10μs
    
28. delayMicroseconds(10);
    
29. digitalWrite(outputPin, LOW); // 保持发出超声波信号接口低电平
    
30. int distance = pulseIn(inputPin, HIGH); // 读出脉冲时间
    
31. distance= distance/58; // 将脉冲时间转化为距离（单位：厘米）
    
32. Serial.println(distance); //输出距离值
    
33. delay(50);
    
34. if (distance >=50)
    
35. {//如果距离大于50厘米小灯亮起
    
36. digitalWrite(ledpin,LOW);
    
37. }//如果距离小于50厘米小灯熄灭
    
38. else
    
39. digitalWrite(ledpin,HIGH);
    
40. }

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测量一本书的距离变化波形

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1. /*
   
2. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（58）
   
3. 实验五十八： HC-SR04超声波测距传感器模块（通用款）
   
4. 
   
5. 程序之三，串口输出等待时间的原始数据
   
6. Echo接Digital 3口，接收距离信号
   
7. Trig接Arduino板的Digital 2口，触发测距
   
8. 上电后预热稳定大约需要60秒钟
   
9. HC-SR04为简单通用款，没有温度补偿，实测200CM段误差约3CM
   
10. */
    
11. 
    
12. #define Trig 2
    
13. #define Echo 3
    
14. 
    
15. float cm; //距离变量
    
16. float temp;
    
17. 
    
18. void setup() {
    
19.   Serial.begin(9600);
    
20.   pinMode(Trig, OUTPUT);
    
21.   pinMode(Echo, INPUT);
    
22. }
    
23. 
    
24. void loop() {
    
25.   //给Trig发送一个低高低的短时间脉冲,触发测距
    
26.   digitalWrite(Trig, LOW); //给Trig发送一个低电平
    
27.   delayMicroseconds(2);    //等待 2微妙
    
28.   digitalWrite(Trig,HIGH); //给Trig发送一个高电平
    
29.   delayMicroseconds(10);    //等待 10微妙
    
30.   digitalWrite(Trig, LOW); //给Trig发送一个低电平
    
31.   
    
32.   temp = float(pulseIn(Echo, HIGH)); //存储回波等待时间,
    
33.   //pulseIn函数会等待引脚变为HIGH,开始计算时间,再等待变为LOW并停止计时
    
34.   //返回脉冲的长度
    
35.   
    
36.   //声速是:340m/1s 换算成 34000cm / 1000000μs => 34 / 1000
    
37.   //因为发送到接收,实际是相同距离走了2回,所以要除以2
    
38.   //距离(厘米)  =  (回波时间 * (34 / 1000)) / 2
    
39.   //简化后的计算公式为 (回波时间 * 17)/ 1000
    
40.   
    
41.   cm = (temp * 17 )/1000; //把回波时间换算成cm
    
42. 
    
43.   Serial.print("Echo =");
    
44.   Serial.print(temp);//串口输出等待时间的原始数据
    
45.   Serial.print(" | | Distance = ");
    
46.   Serial.print(cm);//串口输出距离换算成cm的结果
    
47.   Serial.println("cm");
    
48.   delay(500);
    
49. }
    

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