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法学超声波传感器与Arduino接口
在本教程中，我们将超声波传感器HC-SR04与Arduino连接，以厘米为单位获取到表面的距离。
电路图
如您所见，您需要将HC-SR04的Vcc引脚连接到5V，GND连接到GND，Trig引脚连接到Arduino Uno的7号引脚，Echo引脚连接到6号引脚。实际上您可以选择任何GPIO引脚，而不仅仅是7号和6号引脚。您只需要确保代码中的定义正确。
HC-SR04的工作原理
HC-SR04以40,000 Hz的频率发射超声波。为了使其发射波，我们需要在触发引脚上施加10微秒的高电平脉冲。模块会响应发射8个脉冲的声波脉冲。这8个脉冲模式有助于将模块发射的脉冲与环境噪声区分开来。一旦脉冲发射，ECHO引脚变为高电平，并保持高电平，直到所有反射脉冲都被接收。如果在此期间内未接收到所有反射脉冲，模块将在38毫秒后超时。
以下时序图解释了模块的行为：
Echo引脚保持高电平的时间可以帮助确定传感器与反射表面的距离。空气中的声速为340 m/s，或每微秒0.034厘米。如果ECHO引脚保持高电平100微秒，则波浪传播的距离为：100 * 0.034 = 3.4厘米。因此，到表面的距离为3.4 / 2 = 1.7厘米（因为波浪从表面反射回来并再次覆盖相同的距离）。
您可以此处了解更多关于超声波传感器工作原理的信息。
示例
完整的代码如下：
#define echoPin 6
#define triggerPin 7
void setup() {
pinMode(triggerPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an OUTPUT
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an INPUT
Serial.begin(9600); // Serial Communication is starting with 9600 of baudrate speed
Serial.println("Ultrasonic Sensor HC-SR04 Test"); // print some text in Serial Monitor
Serial.println("with Arduino UNO");
}
void loop() {
long highPulseDuration;
int calculatedDistanceCm;
//Set the trigPin to low, before setting it to high for the pulse
digitalWrite(triggerPin, LOW);
delayMicroseconds(5);
// Create the 10 seconds pulse on the trig pin
digitalWrite(triggerPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
// Set the pin to low to end the pulse
digitalWrite(triggerPin, LOW);
// Read the duration of the high pulse on the echo pin
highPulseDuration = pulseIn(echoPin, HIGH);
// Calculating the distance
calculatedDistanceCm = highPulseDuration * 0.034 / 2; // Speed of
sound wave divided by 2 (go and back)
// Displays the distance on the Serial Monitor
Serial.print("Calculated Distance: ");
Serial.print(calculatedDistanceCm);
Serial.println(" cm");
}如您所见，我们首先定义回波和触发引脚。
#define echoPin 6 #define triggerPin 7
在setup函数中，我们将echoPin设置为输入，触发引脚设置为输出，并初始化Serial。
void setup() {
pinMode(triggerPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an OUTPUT
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an INPUT
Serial.begin(9600); // Serial Communication is starting with 9600 of baudrate speed
Serial.println("Ultrasonic Sensor HC-SR04 Test"); // print some text in Serial Monitor
Serial.println("with Arduino UNO");
}在loop函数中，我们执行以下操作：
定义用于测量高电平脉冲持续时间的变量
清除触发引脚（将其设置为低电平），然后将其设置为高电平10微秒，然后再次设置为低电平。这会产生来自触发引脚的10微秒高电平脉冲。
接下来，我们使用**pulseIn**函数记录回波引脚上高电平脉冲的持续时间。您可以此处阅读更多关于**pulseIn**函数的信息。
根据ECHO引脚脉冲的持续时间，我们计算出到反射表面的距离，并以厘米为单位打印出来。
void loop() {
long highPulseDuration;
int calculatedDistanceCm;
//Set the trigPin to low, before setting it to high for the pulse
digitalWrite(triggerPin, LOW);
delayMicroseconds(5);
// Create the 10 seconds pulse on the trig pin
digitalWrite(triggerPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
// Set the pin to low to end the pulse
digitalWrite(triggerPin, LOW);
// Read the duration of the high pulse on the echo pin
highPulseDuration = pulseIn(echoPin, HIGH);
// Calculating the distance
calculatedDistanceCm = highPulseDuration * 0.034 / 2; // Speed of
sound wave divided by 2 (go and back)
// Displays the distance on the Serial Monitor
Serial.print("Calculated Distance: ");
Serial.print(calculatedDistanceCm);
Serial.println(" cm");
}
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