超声波测距仪编程_超声波测距仪的设计和实现
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超声波测距仪的设计和实现
作者：陈蔚
来源：《数字技术与应用》
2018
年第
05
期
摘要：本文介绍了利用
HC-SR04
超声波传感器测距模块组成测距仪的设计方法。讲述了
HC-SR04
超声波传感器测距模块的特点和使用方法，并从功能、硬件设计以及程序流程等方
面介绍了该测距仪的设计。采用这种方案的测距系统具有操作方便，稳定性高，性价比高等特
点。
关键词：超声波；测距；单片机
中图分类号：
TP216
文献标识码：
A
文章编号：
1007-9416
(
2018
)
05-0182-02
随着科技的快速发展，超声波的运用也越来越多。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，
在介质中传播的距离较远，因而可利用其进行距离的测量。特别是超声波对电磁场、色彩和光
照度不敏感，更方便用于环境差，如黑暗、有电磁干扰或有毒的地方进行距离的测量。
相对对射式超声波测距传感器，反射式超声波测距传感器价钱低廉，兼容性和标准化程度
也较好。因此本设计选用反射式超声波测距集成模块
HC-SR04
，以
PIC
单片机为核心，实现
对
HC-SR04
超声波测距模块的数据采集和控制，同时在液晶显示屏上显示精确的测距结果。
1
硬件组成
本系统的硬件设计包括距离采集、控制部分和数据显示三个部分。
1.1
超声波距离采集部分
本设计的距离采集部分选用了超声波测距模块
HC-SR04
，是借助超声脉冲回波渡越时间
法来实现的。该模块可提供
2cm-450cm
的非接触式距离感测功能，测距精度可高达
0.3cm
。模
块包括超声波发射器、接收器和控制电路等部分。模块的各引脚功能如下：
TRIG
是触发测距
引脚，内部上拉
10K
的电阻，需给至少
10μs
的高电平信号；
ECHO
是信号接收引脚，当有信
号返回时，该脚输出一个高电平；
VCC
是
5V
电源端；
GND
是接地端；
OUT
脚为此模块作为
防盗模块时的开关量输出脚，测距模块不用此脚。
图
1
是
HC-SR04
模块的基本时序图。从时序图可以看出
HC-SR04
模块的测距主要包含三
个过程
[1]
：(
1
)控制口
TRIG
脚触发测距，给至少
10μs
的高电平信号。(
2
)模块自动发送
8
个
40KHz
的方波，自动检测是否有信号返回。(
3
)一旦有信号返回，则可以检测到通过接收
口
ECHO
输出的高电平。高电平持续时间就是超声波从发射到返回的总时间。可推出
HC-
SR04
模块的测距公式如下：测试距离
=
(高电平持续时间
×
声速(
340m/s
))
/2
。
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