必备模块知识——超声波传感器

一、超声波传感器

1、什么是超声波

人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ-20KHZ范围内，超过20KHZ称为超声波，低于20HZ的称为次声波。常用的超声波频率为几十KHZ-几十MHZ。

2、什么是超声波传感器（常用的HC-SR04超声波测距传感器）

超声波测距原理是在超声波发射装置发出超声波，它的根据是接收器接到超声波时的时间差，与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，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。

简单来说：通过发送和接收超声波，利用时间差和声音传播速度，计算出模块到前方障碍物的距离。

2.1、 HC-SR04 超声波测距模块特点

可提供2cm-400cm 的非接触式距离感测功能，测距精度可达高3mm；

3、HC-SR04 超声波测距模块

分析：

怎么让它发送波
Trig ，给Trig端口发送信号
怎么知道它开始发了
Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
怎么知道接收了返回波
Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了

4、超声波的原理图（了解）

二、超声波的时序图与使用（重点）

1、超声波时序图

2、分析

3、如何测距

1、使用定时器，当我们超声波模块的echo端口由低电平变为高电平时，开始计时。

2、当我们超声波模块echo端口变为低电平时，表示结束，即停止定时器

3、运用公式：距离 =（速度（340m/s） * 时间）/ 2

三、代码示例（以51单片机为例）

#include "reg52.h"//定义端口引脚
sbit Trig = P1^5;
sbit Echo = P1^6;//延迟10us程序，用来触发
void Delay10us() //@11.0592MHz{unsigned char i;i = 2;while (--i);}//选择定时器0、工作模式为1，初始值设定0开始数数，先不开始数数
void Time0Init()
{TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式TMOD |= 0x01;TH0 = 0;TL0 = 0;
}//触发超声波传感器
void startHC()
{
Trig = 0;
Trig = 1;
Delay10us();
Trig = 0;
}//主程序void main()
{double time;    //定义变量double类型的时间double dis;      //定义变量double类型的距离Time0Init();   //初始化定时器
}while(1)
{startHC();//等待开始发送波，while(Echo == 0)表示等待，当发送波时Echo == 1，运行下一个代码，即开始计数while(Echo == 0);//开始启动定时器TR0 = 1;//等待波回来，即Echo==0时， 而while(Echo == 1)表示等待while(Echo == 1);//波回来的那一下，我们开始停止定时器TR0 = 0;//计算出中间经过多少时间time = (TH0 * 256 + TL0)*1.085;    //us为单位// 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2dis = time * 0.017;}