Arduino示例教程超聲波測距實驗

超聲波傳感器

    超聲波是一種超出人類聽覺極限的聲波即其振動頻率高於20 kHz的機械波。超聲波傳感器在工作的時候就是將電壓和超聲波之間的互相轉換，當超聲波傳感器發射超聲波時，發射超聲波的探頭將電壓轉化的超聲波發射出去，當接收超聲波時，超聲波接收探頭將超聲波轉化的電壓回送到單片機控制芯片。超聲波具有振動頻率高、波長短、繞射現象小而且方向性好還能夠為反射線定向傳播等優點，而且超聲波傳感器的能量消耗緩慢有利於測距。在中、長距離測量時，超聲波傳感器的精度和方向性.都要大大優於紅外線傳感器，但價格也稍貴。

   超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離s，即：s=340m/s× t / 2 。這就是所謂的時間差測距法。本實驗利用超聲波測得的距離從串口中顯示。

 

知識要點：

pulseIn() ：用於檢測引腳輸出的高低電平的脈沖寬度。

pulseIn(pin, value)

pulseIn(pin, value, timeout)

Pin--- 需要讀取脈沖的引腳

Value ---需要讀取的脈沖類型， HIGH 或 LOW

Timeout ---超時時間，單位微秒，數據類型為無符號長整型。

使用方法及時序圖：

1 、使用 Arduino 采用數字引腳給 SR04 的 Trig 引腳至少 10 μ s 的高電平信號，觸發 SR04 模塊測距功能；

2 、觸發后，模塊會自動發送 8 個 40KHz 的超聲波脈沖，並自動檢測是否有信號返回。這步會由模塊內部自動完成。

3 、如有信號返回， Echo 引腳會輸出高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。此時，我們能使用 pulseIn() 函數獲取到測距的結果，並計算出距被測物的實際距離。

 

/*
  日期:2014.10.24
  功能：利用SR04超聲波傳感器進行測距，並用串口顯示測出的距離值
  方式：1、使用Arduino采用數字引腳給SR04的Trig引腳至少10μs的高電平信號，觸發SR04模塊測距功能；
        2、觸發后，模塊會自動發送8個40KHz的超聲波脈沖，並自動檢測是否有信號返回。這步會由模塊內部自動完成。
        3、如有信號返回，Echo引腳會輸出高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。
        此時，我們能使用pulseIn()函數獲取到測距的結果，並計算出距被測物的實際距離。
*/

// 設定SR04連接的Arduino引腳
const int TrigPin = 2; 
const int EchoPin = 3;
const int LedPin = 17;
float distance; 

void setup()                 // 初始化串口通信及連接SR04的引腳
{       
     Serial.begin(9600); 
      pinMode(TrigPin, OUTPUT);
     pinMode(TrigPin, OUTPUT);  
     pinMode(EchoPin, INPUT);  // 要檢測引腳上輸入的脈沖寬度，需要先設置為輸入狀態
    Serial.println("Ultrasonic sensor:");
} 

void loop() 
{ 
    // 產生一個10us的高脈沖去觸發TrigPin 
    digitalWrite(LedPin,HIGH); 
    delayMicroseconds(2); 
    digitalWrite(TrigPin,HIGH); 
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(TrigPin,LOW); 
    
    // 檢測脈沖寬度，並計算出距離
    distance = pulseIn(EchoPin,HIGH);
    Serial.print(distance);
    Serial.print("ms");
    distance = distance/58; 
    distance = (int(distance*100.0))/100.0; //保留兩位小數 

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