Arduino示例教程超声波测距实验

超声波传感器

超声波是一种超出人类听觉极限的声波即其振动频率高于20 kHz的机械波。超声波传感器在工作的时候就是将电压和超声波之间的互相转换，当超声波传感器发射超声波时，发射超声波的探头将电压转化的超声波发射出去，当接收超声波时，超声波接收探头将超声波转化的电压回送到单片机控制芯片。超声波具有振动频率高、波长短、绕射现象小而且方向性好还能够为反射线定向传播等优点，而且超声波传感器的能量消耗缓慢有利于测距。在中、长距离测量时，超声波传感器的精度和方向性.都要大大优于红外线传感器，但价格也稍贵。

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。

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。

/*
  日期:2014.10.24
  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
  方式：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。
*/

// 设定SR04连接的Arduino引脚
const int TrigPin = 2;
const int EchoPin = 3;
const int LedPin = 17;
float distance; 

void setup()                 // 初始化串口通信及连接SR04的引脚
{
     Serial.begin(9600);
      pinMode(TrigPin, OUTPUT);
     pinMode(TrigPin, OUTPUT);
     pinMode(EchoPin, INPUT);  // 要检测引脚上输入的脉冲宽度，需要先设置为输入状态
    Serial.println("Ultrasonic sensor:");
} 

void loop()
{
    // 产生一个10us的高脉冲去触发TrigPin
    digitalWrite(LedPin,HIGH);
    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);
    Serial.print(distance);
    Serial.print("ms");
    distance = distance/58;
    distance = (int(distance*100.0))/100.0; //保留两位小数 

    Serial.print(".....distance is:");
    Serial.print(distance);
    Serial.print("cm");
    Serial.println();
    delay(1000);
}