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2015-01-26T06:23:36Z

‎原理

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== 目的 ==
在做项目的时候，很多时候需要避障或者距离的测量。今天以一个常用的超声波测距传感器HC-SR04为例做一个距离测量的实验，并把测量的距离显示在串口监视界面上。
== 设备 ==
*[[ Microduino-CoreSTM32]]
Microduino-CoreSTM32是采用 STM32F103CBT6芯片的ARM开发板，采用独特的Upin7接口，大小与一枚一元硬币差不多大，完全兼容Microduino其他扩展模块。
*其他硬件设备
**面包板跳线一盒
**面包板一块
**超声波测距传感器一个
**USB数据连接线一根
== 原理 ==
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。
[[File:advance4_1.jpg|600px|center|thumb]]
超声波测距传感器有四个脚：5v电源脚（Vcc），触发控制端（Trig），接收端（Echo），地端（GND）

'''HC-SR04技术参数：'''
:*典型工作用电压：5V。
:*超小静态工作电流：小于 2mA。
:*感应角度：不大于 15 度。
:*探测距离：2cm-400cm
:*高精度：可达 0.3cm。
:*盲区（2cm）超近。
'''HC-SR04工作原理'''
超声波测距模块能提供2cm-450cm非接触式感测距离，测距的精度可高达3mm，能很好的满足我们正常的要求。

触发测距超声波发射器后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。

超声波测距传感器的操作信号时序图如下所示：
[[File:advance4_2.jpg|600px|center|thumb]]
'''操作顺序：'''
:*先拉低TRIG，然后至少给10us的高电平信号去触发；
:*触发后，模块会自动发射8个40KHZ的方波，并自动检测是否有信号返回。
:*如果有信号返回，通过ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间便是超声波从发射到接收的时间。那么测试距离=高电平持续时间*340m/s*0.5或者us/58=cm,us/148=英寸。
'''注意：1、不宜带电连接，如果要带电连接，则先让模块的 Gnd 端先连接。否则会影响模块工作。'''
'''2、测距时，被测物体的面积不少于 0.5 平方米且要尽量平整。否则会影响测试结果。'''
'''原理图'''
[[File:advance4_3.jpg|600px|center|thumb]]
== 程序 ==
<source lang="cpp">
int inputPin= 2; //echo pulse input pin
int CTLPin=3; //trigger pin
int32 t0,t1,deltaT;
void setup()
{
pinMode(inputPin, INPUT);
pinMode(CTLPin, OUTPUT);
digitalWrite(CTLPin,LOW);
}
void loop()
{
digitalWrite(CTLPin,HIGH);
delayMicroseconds(15);
digitalWrite(CTLPin,LOW);
while(digitalRead(inputPin)==LOW); //waiting for high pulse
t0=micros();
while(digitalRead(inputPin)==HIGH); //waiting for low
t1=micros();
SerialUSB.print(t1);
SerialUSB.print("-");
SerialUSB.print(t0);
SerialUSB.print("=");
deltaT=t1-t0;
SerialUSB.println(deltaT);
SerialUSB.print("Distance:");
SerialUSB.print(deltaT/58);
SerialUSB.println("cm");
t0=0;
t1=0;
delay(1000);
}
</source>
语句while(digitalRead(inputPin)==LOW); 和语句while(digitalRead(inputPin)==HIGH);用来获取超声波从发射出去到收到响应信号之间的时间差。
== 调试 ==
步骤一：按照原理图连接电路图。如下所示：
[[File:advance4_4.jpg|600px|center|thumb]]
步骤二：复制程序到Maple IDE,编译、下载后打开串口监视界面。
[[File:advance4_5.jpg|600px|center|thumb]]
步骤三：转动超声波测距传感器的位置，使之对着不同距离的障碍物，观察串口监视界面距离的变化。

== 结果 ==
改变传感器位置后，测量的距离随之变化，如下图所示：
[[File:advance4_6.jpg|600px|center|thumb]]
== 视频 ==

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第37行：		第37行：

	'''原理图'''		'''原理图'''
		+	传感器的Vcc接Microduino CoreSTM32的Vcc引脚，Trig接Microduino CoreSTM32的D3引脚，Echo接Microduino CoreSTM32的D2引脚，GND接Microduino CoreSTM32的GND引脚。
		+	如下所示：
	[[File:advance4_3.jpg\|600px\|center\|thumb]]		[[File:advance4_3.jpg\|600px\|center\|thumb]]

@@ 第33行： / 第33行： @@
 :*如果有信号返回，通过ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间便是超声波从发射到接收的时间。那么测试距离=高电平持续时间*340m/s*0.5或者us/58=cm,us/148=英寸。
 '''注意：1、不宜带电连接，如果要带电连接，则先让模块的 Gnd 端先连接。否则会影响模块工作。'''
 '''2、测距时，被测物体的面积不少于 0.5 平方米且要尽量平整。否则会影响测试结果。'''

@@ 第34行： / 第34行： @@
 '''注意：1、不宜带电连接，如果要带电连接，则先让模块的 Gnd 端先连接。否则会影响模块工作。'''
 '''2、测距时，被测物体的面积不少于 0.5 平方米且要尽量平整。否则会影响测试结果。'''
 '''原理图'''
 [[File:advance4_3.jpg|600px|center|thumb]]
 == 程序 ==
 <source lang="cpp">

超声波测距 - 版本历史

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