超聲波用于避障，測距之類的，是比較簡單的傳感器

文章目錄

• 外觀
• 基本原理
• 計算公式
• 測試代碼
• • 51&15
  • stm32

datasheet 下載地址

外觀

HC-SR04超聲波測距模塊可提供約2cm400厘米的非接觸式距離感測功能，測距精度可達高到3毫米;模塊包括超聲波發射器，接收器與控制電路像智能小車的測距以及轉向，或是一些項目中，常常會用到。智能小車測距可以及時發現前方的障礙物，使智能小車可以及時轉向，避開障礙物。


HC-SR04有4個引腳：VCC，GND，TRIG和ECHO。

VCC是5v電源。這應該來自微控制器

GND是接地引腳。在微控制器上接地。

TRIG應連接到可設置為HIGH的GPIO引腳
ECHO有點困難。HC-SR04輸出5v，可能會破壞許多微控制器GPIO引腳（最大允許電壓變化）。為了降壓，使用單個電阻器或分壓器電路。這又取決于您使用的特定微控制器，您需要找出其GPIO最大電壓并確保低于該值。(只限于FT引腳)，也就是ECHO對于stm32只能連在FT引腳上！！

基本原理

TRIG引腳負責發送超聲波脈沖串。此引腳應設置為高電平10μs，此時HC-SR04將以40 kHZ發出8個周期的聲波脈沖。發出聲波爆發后，ECHO引腳將變為高電平。 ECHO引腳是數據引腳 - 用于進行距離測量。發送超聲波脈沖串后， ECHO引腳將變為高電平，它將保持高電平，直到檢測到超聲波脈沖串為止，此時它將變為低電平。

就是TRIG引腳給一個持續10us的高電平，觸發超聲波模塊自動發送8個40khz的方波，發出聲波后，ECHO引腳會被拉高，待接收到之后，ECHO引腳拉低，我們只要測出ECHO引腳從拉高到拉低的時間就可以知道距離了

計算公式

我們知道聲速是340m/s
根據x=vt
因為超聲波發送出去和回來是測量距離的兩倍，所以假設距離是L
2L=344xt
t我們用定時器測出來
一般都是us
所以就是tx172x10的-6次方=L，L單位為cm
最終的出 L= t(us) * 0.0172(cm/us)
0.0172=1/58
所以 L= t(us)/58（cm）

對于51單片機，12mhz的周期時間為1us
所以11.059200mzh的計算公式為
L = 計數 x（12/11.0592) x (1/58)
= 計數 x 0.0187
= (計數 x 1.87)/100（cm）

測試代碼

51&15

//#include <reg52.h> #include "stc15.h" #include <intrins.h> #include <stdio.h>typedef unsigned char u8; typedef unsigned int u16; typedef unsigned long u32; sbit Echo=P3^2;//超聲波模塊echo腳定義 sbit Trig=P3^3;//超聲波模塊trig腳定義u16 time=0; float Distance=0; bit flag=0;//定時器0溢出標志位void Config_UARTimer(u16 Baud);//配置串口，定時器 void Delay10us_15(void);//15延時10us程序 void Delay10us_51(void);//51延時10us程序 void delayms(u16 ms);//ms延時程序 void StartModule();//打開超聲波測距 void Count_Distance();//計算距離void main() {Config_UARTimer(9600);while(1){StartModule();while(!Echo);TR0=1;while(Echo);TR0=0;Count_Distance();delayms(100);}}//15延時10us程序 void Delay10us_15(void) {u8 i=30;_nop_();while(--i); }//51延時10us程序 void Delay10us_51(void) {u8 i=15;_nop_();while(--i); } //ms延時程序 void delayms(unsigned int ms) {unsigned char i=100,j;for(;ms;ms--) {while(--i){j=10;while(--j);}} }//打開超聲波測距 void StartModule() {Trig=1;Delay10us_51();Trig=0;}void Count_Distance() {time=TH0*256+TL0;TH0=0;TL0=0;Distance = (time*1.87)/100;if(flag==1) //超出測量{flag=0;printf("-----\n"); }else{printf("Distance = %f CM\n",Distance); } }void Config_UARTimer(u16 Baud) {//需要配置串口，定時器0，定時器1// //15單片機配置 // PCON &= 0x7F; //不倍速 // SCON = 0x50; //工作方式1,8位異步 // AUXR &= 0xBF; //定時器1時鐘為Fosc/12,即12T // AUXR &= 0xFE; //串口1選擇定時器1為波特率發生器 // TMOD &= 0x0F; // TMOD|=0X21;//定時器1工作方式2（8位定時器），定時器0工作方式1（16位定時器） // // TH0=0; // TL0=0;//定時器0初值賦值 // // TH1=256-(11059200/12/32)/Baud; // TL1=TH1;//定時器1初值賦值 // // ET0=1;//定時中斷0打開 // ET1=0;//定時中斷1禁止 // TR0=1;//定時器0打開 // TR1=1;//定時器1打開 // TI=1;//51單片機配置程序PCON&=0X7F;//不倍速SCON=0X50;//工作方式1,8位異步TMOD=0X21;//定時器1工作方式2（8位定時器），定時器0工作方式1（16位定時器）TH0=0;TL0=0;//定時器0初值賦值TH1=256-(11059200/12/32)/Baud;TL1=TH1;//定時器1初值賦值ET0=1;//定時中斷0打開ET1=0;//定時中斷1禁止TR0=1;//定時器0關閉TR1=1;//定時器1打開TI=1;EA=1;//打開總中斷 }void timer0()interrupt 1 {flag=1; }

stm32

hcsr04.c

#include "hcsr04.h" #include "delay.h"u16 overcount=0;//溢出計數//中斷配置 void NVIC_Config(void) {NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;//設置中斷優先級NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中斷初始化NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct); } //超聲波初始化 void HCSR04_Init(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;//時鐘使能RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//trig腳-推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=HCSR04_TRIG;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(HCSR04_PORT,&GPIO_InitStruct);GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_TRIG);//echo腳-浮空輸入GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=HCSR04_ECHO;GPIO_Init(HCSR04_PORT,&GPIO_InitStruct);GPIO_ResetBits(HCSR04_PORT,HCSR04_ECHO);//定時器TIM2初始化TIM_DeInit(TIM2);TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=1000-1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=72-1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);//定時器中斷配置_更新中斷TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//中斷配置NVIC_Config();//關閉定時器使能TIM_Cmd(TIM2,DISABLE); }//打開定時器 void OpenTimeForHc(void) {//計數器清空TIM_SetCounter(TIM2,0);overcount=0;TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); }//關閉定時器 void CloseTimeForHc(void) {TIM_Cmd(TIM2,DISABLE); }//獲取定時器時間 u32 GetEchoTimer(void) {u32 t=0;t=overcount*1000;t+=TIM_GetCounter(TIM2);//計數器清0TIM2->CNT=0;delay_ms(50);return t; }//超聲波測距 float Hcsr04GetLength(void) {u32 t=0;int i=0;float lengthTemp=0;float sum=0;while(i!=5){TRIG_Send=1;delay_ms(20);TRIG_Send=0;while(ECHO_Reci==0);OpenTimeForHc();i=i+1;while(ECHO_Reci==1);CloseTimeForHc();t=GetEchoTimer();lengthTemp=((float)t/58.0);sum+=lengthTemp;}lengthTemp=sum/5;return lengthTemp; }//定時器2中斷 void TIM2_IRQHandler(void) {if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)!=RESET){//清除中斷標志位TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);overcount++;} }

hcsr04.h

#ifndef __HCSR04_H #define __HCSR04_H #include "sys.h"#define HCSR04_PORT GPIOB #define HCSR04 RCC_APB2Periph_GPIOB #define HCSR04_TRIG GPIO_Pin_5 #define HCSR04_ECHO GPIO_Pin_6#define TRIG_Send PBout(5) #define ECHO_Reci PBin(6)void NVIC_Config(void);//中斷配置 void HCSR04_Init(void);//超聲波初始化 float Hcsr04GetLength(void);//超聲波測距#endif

總結

以上是生活随笔為你收集整理的超声波模块的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。