詳解超聲波測距模塊HC-SR04的使用

1.模塊簡介

HC-SR04超聲波模塊常用於機器人避障、物體測距、液位檢測、公共安防、停車場檢測等場所。HC-SR04超聲波模塊主要是由兩個通用的壓電陶瓷超聲傳感器，並加外圍信號處理電路構成的。如圖：

兩個壓電陶瓷超聲傳感器，一個用於發出超聲波信號，一個用於接收反射回來的超聲波信號。由於發出信號和接收信號都比較微弱，所以需要通過外圍信號放大器提高發出信號的功率，和將反射回來信號進行放大，以能更穩定地將信號傳輸給單片機。模塊整體電路如圖：

2.模塊參數

（1）模塊主要電氣參數

1. 使用電壓：DC—5V
2. 靜態電流：小於2mA
3. 電平輸出：高5V
4. 電平輸出：底0V
5. 感應角度：不大於15度
6. 探測距離：2cm-450cm
7. 高精度 可達0.2cm

（2）模塊引腳
超聲波模塊有4個引腳，分別爲Vcc、 Trig（控制端）、 Echo（接收端）、 GND；其中VCC、GND接上5V電源， Trig（控制端）控制發出的超聲波信號，Echo（接收端）接收反射回來的超聲波信號。模塊如圖：

與單片機的連接如圖：
控制原理：通過Trig引腳發一個 10US 以上的高電平,就可以在Echo接收口等待高電平輸出；一有輸出就可以開定時器計時,當此口變爲低電平時就可以讀定時器的值,此時就爲此次測距的時間,方可算出距離.如此不斷的週期測,就可以達到你移動測量的值了。

3.控制程序

（1）工作流程
a.單片機引腳觸發Trig測距，給至少 10us 的高電平信號;
b.模塊自動發送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有信號返回；
c.有信號返回，通過 IO 輸出一高電平，並單片機定時器計算高電平持續的時間;
d.超聲波從發射到返回的時間．
計算公式：測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2;

整個控制時序如圖：

（2）驅動程序
1.單片機引腳觸發Trig測距，給至少 10us 的高電平信號;

void  StartModule() 		         //啓動模塊
{
	  TX=1;			                     //啓動一次模塊
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_();
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_(); 
	  _nop_();
	  TX=0;
}

2.自動檢測是否有信號返回,如果有，啓動定時器；

while(!RX);		//當RX爲零時等待
TR0=1;			    //開啓計數
while(RX);			//當RX爲1計數並等待
TR0=0;				//關閉計數
Conut();			//計算

3.定時器計算高電平持續的時間，並計算出距離；

 void Conut(void)
{
	 time=TH0*256+TL0;
	 TH0=0;
	 TL0=0;	
	 S=(time*1.7)/100;     //算出來是CM
}

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