超声波用于避障，测距之类的，是比较简单的传感器

文章目录

• 外观
• 基本原理
• 计算公式
• 测试代码
• • 51&15
  • stm32

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外观

HC-SR04超声波测距模块可提供约2cm400厘米的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3毫米;模块包括超声波发射器，接收器与控制电路像智能小车的测距以及转向，或是一些项目中，常常会用到。智能小车测距可以及时发现前方的障碍物，使智能小车可以及时转向，避开障碍物。


HC-SR04有4个引脚：VCC，GND，TRIG和ECHO。

VCC是5v电源。这应该来自微控制器

GND是接地引脚。在微控制器上接地。

TRIG应连接到可设置为HIGH的GPIO引脚
ECHO有点困难。HC-SR04输出5v，可能会破坏许多微控制器GPIO引脚（最大允许电压变化）。为了降压，使用单个电阻器或分压器电路。这又取决于您使用的特定微控制器，您需要找出其GPIO最大电压并确保低于该值。(只限于FT引脚)，也就是ECHO对于stm32只能连在FT引脚上！！

基本原理

TRIG引脚负责发送超声波脉冲串。此引脚应设置为高电平10μs，此时HC-SR04将以40 kHZ发出8个周期的声波脉冲。发出声波爆发后，ECHO引脚将变为高电平。 ECHO引脚是数据引脚 - 用于进行距离测量。发送超声波脉冲串后， ECHO引脚将变为高电平，它将保持高电平，直到检测到超声波脉冲串为止，此时它将变为低电平。

就是TRIG引脚给一个持续10us的高电平，触发超声波模块自动发送8个40khz的方波，发出声波后，ECHO引脚会被拉高，待接收到之后，ECHO引脚拉低，我们只要测出ECHO引脚从拉高到拉低的时间就可以知道距离了

计算公式

我们知道声速是340m/s
根据x=vt
因为超声波发送出去和回来是测量距离的两倍，所以假设距离是L
2L=344xt
t我们用定时器测出来
一般都是us
所以就是tx172x10的-6次方=L，L单位为cm
最终的出 L= t(us) * 0.0172(cm/us)
0.0172=1/58
所以 L= t(us)/58（cm）

对于51单片机，12mhz的周期时间为1us
所以11.059200mzh的计算公式为
L = 计数 x（12/11.0592) x (1/58)
= 计数 x 0.0187
= (计数 x 1.87)/100（cm）

测试代码

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;//超声波模块echo脚定义 sbit Trig=P3^3;//超声波模块trig脚定义u16 time=0; float Distance=0; bit flag=0;//定时器0溢出标志位void Config_UARTimer(u16 Baud);//配置串口，定时器 void Delay10us_15(void);//15延时10us程序 void Delay10us_51(void);//51延时10us程序 void delayms(u16 ms);//ms延时程序 void StartModule();//打开超声波测距 void Count_Distance();//计算距离void main() {Config_UARTimer(9600);while(1){StartModule();while(!Echo);TR0=1;while(Echo);TR0=0;Count_Distance();delayms(100);}}//15延时10us程序 void Delay10us_15(void) {u8 i=30;_nop_();while(--i); }//51延时10us程序 void Delay10us_51(void) {u8 i=15;_nop_();while(--i); } //ms延时程序 void delayms(unsigned int ms) {unsigned char i=100,j;for(;ms;ms--) {while(--i){j=10;while(--j);}} }//打开超声波测距 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) //超出测量{flag=0;printf("-----\n"); }else{printf("Distance = %f CM\n",Distance); } }void Config_UARTimer(u16 Baud) {//需要配置串口，定时器0，定时器1// //15单片机配置 // PCON &= 0x7F; //不倍速 // SCON = 0x50; //工作方式1,8位异步 // AUXR &= 0xBF; //定时器1时钟为Fosc/12,即12T // AUXR &= 0xFE; //串口1选择定时器1为波特率发生器 // TMOD &= 0x0F; // TMOD|=0X21;//定时器1工作方式2（8位定时器），定时器0工作方式1（16位定时器） // // TH0=0; // TL0=0;//定时器0初值赋值 // // TH1=256-(11059200/12/32)/Baud; // TL1=TH1;//定时器1初值赋值 // // ET0=1;//定时中断0打开 // ET1=0;//定时中断1禁止 // TR0=1;//定时器0打开 // TR1=1;//定时器1打开 // TI=1;//51单片机配置程序PCON&=0X7F;//不倍速SCON=0X50;//工作方式1,8位异步TMOD=0X21;//定时器1工作方式2（8位定时器），定时器0工作方式1（16位定时器）TH0=0;TL0=0;//定时器0初值赋值TH1=256-(11059200/12/32)/Baud;TL1=TH1;//定时器1初值赋值ET0=1;//定时中断0打开ET1=0;//定时中断1禁止TR0=1;//定时器0关闭TR1=1;//定时器1打开TI=1;EA=1;//打开总中断 }void timer0()interrupt 1 {flag=1; }

stm32

hcsr04.c

#include "hcsr04.h" #include "delay.h"u16 overcount=0;//溢出计数//中断配置 void NVIC_Config(void) {NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;//设置中断优先级NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断初始化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); } //超声波初始化 void HCSR04_Init(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;//时钟使能RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR04,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//trig脚-推挽输出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脚-浮空输入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);//定时器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);//定时器中断配置_更新中断TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//中断配置NVIC_Config();//关闭定时器使能TIM_Cmd(TIM2,DISABLE); }//打开定时器 void OpenTimeForHc(void) {//计数器清空TIM_SetCounter(TIM2,0);overcount=0;TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); }//关闭定时器 void CloseTimeForHc(void) {TIM_Cmd(TIM2,DISABLE); }//获取定时器时间 u32 GetEchoTimer(void) {u32 t=0;t=overcount*1000;t+=TIM_GetCounter(TIM2);//计数器清0TIM2->CNT=0;delay_ms(50);return t; }//超声波测距 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; }//定时器2中断 void TIM2_IRQHandler(void) {if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)!=RESET){//清除中断标志位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);//中断配置 void HCSR04_Init(void);//超声波初始化 float Hcsr04GetLength(void);//超声波测距#endif

总结

以上是生活随笔为你收集整理的超声波模块的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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