详解超声波测距模块HC-SR04的使用
1.模块简介
HC-SR04超声波模块常用于机器人避障、物体测距、液位检测、公共安防、停车场检测等场所。HC-SR04超声波模块主要是由两个通用的压电陶瓷超声传感器,并加外围信号处理电路构成的。如图:
两个压电陶瓷超声传感器,一个用于发出超声波信号,一个用于接收反射回来的超声波信号。由于发出信号和接收信号都比较微弱,所以需要通过外围信号放大器提高发出信号的功率,和将反射回来信号进行放大,以能更稳定地将信号传输给单片机。模块整体电路如图:
2.模块参数
(1)模块主要电气参数
- 使用电压:DC—5V
- 静态电流:小于2mA
- 电平输出:高5V
- 电平输出:底0V
- 感应角度:不大于15度
- 探测距离:2cm-450cm
- 高精度 可达0.2cm
(2)模块引脚
超声波模块有4个引脚,分别为Vcc、 Trig(控制端)、 Echo(接收端)、 GND;其中VCC、GND接上5V电源, Trig(控制端)控制发出的超声波信号,Echo(接收端)接收反射回来的超声波信号。模块如图:
与单片机的连接如图:
控制原理:通过Trig引脚发一个 10US 以上的高电平,就可以在Echo接收口等待高电平输出;一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,就可以达到你移动测量的值了。
3.控制程序
(1)工作流程
a.单片机引脚触发Trig测距,给至少 10us 的高电平信号;
b.模块自动发送 8 个 40khz 的方波,自动检测是否有信号返回;
c.有信号返回,通过 IO 输出一高电平,并单片机定时器计算高电平持续的时间;
d.超声波从发射到返回的时间.
计算公式:测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;
整个控制时序如图:
(2)驱动程序
1.单片机引脚触发Trig测距,给至少 10us 的高电平信号;
void StartModule() //启动模块
{TX=1; //启动一次模块_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();TX=0;
}
2.自动检测是否有信号返回,如果有,启动定时器;
while(!RX); //当RX为零时等待
TR0=1; //开启计数
while(RX); //当RX为1计数并等待
TR0=0; //关闭计数
Conut(); //计算
3.定时器计算高电平持续的时间,并计算出距离;
void Conut(void)
{time=TH0*256+TL0;TH0=0;TL0=0; S=(time*1.7)/100; //算出来是CM
}
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