查看“Ultrasonic Distance Sensor”的源代码

{{Product
|images=
[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04).jpg|400px]]

Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)
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[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05).jpg|400px]]

Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05)
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[[File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100).jpg|400px]]

Ultrasonic Distance Sensor (US-100)
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{{Category|传感器}}
|brand=丢石头
|features=
* 超声波传感器
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{{Category|UART接口}}
{{Category|IIC接口}}
{{Category|I/O口}}
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== 产品概述 ==
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。具体为：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。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。

== 工作原理==
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。（超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离（s），即：s=340t/200）
**[[File:Ultrasonic Distance Sensor_原理.png|600px]]

== 参数说明 ==

[[File:Ultrasonic Distance Sensor_参数说明.png|800px]]

== 使用说明 ==
=== HC-SR04 ===
==== 引脚说明 ====
*[[File:Ultrasonic Distance Sensor _HC-SR04.jpg|600px]]
*'''引脚说明'''
**1、VCC：电源正极，接电压3V-5.5V
**2、Trig/Rx/SCL/ I/O：接收MCU发送的控制脉冲
***GPIO模式：Trig 触发信号，接外部电路的Trig端
***UART模式：Rx 接收信号，接外部电路的Tx端
***IIC模式：SCL 时钟信号，接外部电路的SCL端
***1-Wire模式：I/O 接收/发送信号
**3、Echo/Tx/SDA：向MCU发送数据脉冲
***GPIO模式：Echo 反馈信号，接外部电路的Echo端
***UART模式：Tx 发射信号，接外部电路的Rx端
***IIC模式：SDA 数据信号，接外部电路的SDA端
**4、GND：电源负极，接地
*'''功能选择端说明'''
**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_引脚说明.png|800px]]

==== 操作说明 ====
*实际应用，如果需要精确距离值，必需要考虑温度影响，做温度补偿
*'''GPIO模式'''
**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_GPIO.png|800px]]
**工作模式同老版本HC-SR04。外部MCU给模块Trig脚一个大于10uS的高电平脉冲；模块会给出一个与距离等比的高电平脉冲信号，
**可根据脉宽时间“T”算出：距离=T*C/2 （C为声速）
**声速温度公式：c=(331.45+0.61t/℃)m•s-1 (其中330.45是在0℃） 其中：
***0℃声速：   330.45M/S
***20℃声速：  342.62M/S
***40℃声速：  354.85M/S
***0℃-40℃声速误差7%左右。

*'''UART模式'''
**UART模式：波特率9600，起始位1位，停止位1位，数据位8位，无奇偶校验位，无流控制
**连接串口。外部MCU或PC发命令0XA0，模块完成测距后发3个返回距离数据，BYTE_H，BYTE_M与BYTE_L。
**距离计算方式如下（单位mm）：
***距离=(（BYTE_H<<16）+（BYTE_M<<8）+ BYTE_L)/1000

*'''IIC模式'''
**IIC地址： 0X57
**IIC传输格式：
***写数据：[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_IIC_1.png|600px]]
***读数据：[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_IIC_2.png|600px]]
**命令格式：[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_IIC.jpg|600px]]
**向模块写入0X01，模块开始测距；等待200mS(模块最大测距时间)以上。直接读出3个距离数据。BYTE_H，BYTE_M与BYTE_L。
**距离计算方式如下（单位mm）：距离=(（BYTE_H<<16）+（BYTE_M<<8）+ BYTE_L)/1000

=== HY-SRF05 ===
==== 引脚说明 ====
*[[File:Ultrasonic Distance Sensor _HY-SRF05.jpg|600px]]
*'''引脚说明'''
**1、VCC：电源正极，接电压5V DC
**2、Trig：触发信号，接收MCU发送的控制脉冲
**3、Echo：反馈信号，向MCU发送数据脉冲
**4、OUT：开关量输出端
**5、GND：电源负极，接地

==== 操作说明 ====
*[[File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_GPIO.png|800px]]
*MCU通过Trig端口向模块提供一个10uS 以上脉冲触发信号。
*模块内部自动发出8个40kHz周期的方波信号，检测是否有信号返回。
*检测到有回波信号则通过Echo端口输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。
*发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
*公式：uS/58=厘米 或 uS/148=英寸 或 距离=高电平时间*声速(340M/S)12:
*建议测量周期为60ms 以上，以防止发射信号对回响信号的影响。

=== US-100 ===
==== 引脚说明 ====
*[[File:Ultrasonic Distance Sensor _US-100.jpg|600px]]
**1、VCC：电源正极，接电压2.4V-5.5V
**2、Trig/Tx：接收MCU发送的控制脉冲
***GPIO模式：Trig 触发信号，接外部电路的Trig端
***UART模式：Tx 接收信号，接外部电路的Tx端
**3、Echo/Rx：向MCU发送数据脉冲
***GPIO模式：Echo 反馈信号，接外部电路的Echo端
***UART模式：Rx 发射信号，接外部电路的Rx端
**4、GND：电源负极，接地
**5、GND：电源负极，接地
*'''功能选择端说明'''
**插上跳线帽时，为UART模式
**拔掉跳线帽时，为GPIO模式

==== 操作说明 ====
*'''GPIO测距模式'''
**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_1.png|600px]]
**在模块上电前，应先去掉模式选择跳线上的跳线帽，使模块处于电平触发模式。
**在 Trig/TX 管脚输入一个10US以上的高电平，系统便可发出8个40KHZ的超声波脉冲，然后检测回波信号。
**当检测到回波信号后，模块还要进行温度值的测量，然后根据当前温度对测距结果进行校正，将校正后的结果通过Echo/RX 管脚输出。
**在此模式下，模块将距离值转化为340m/s时的时间值的2倍，通过 Echo 端输出一高电平，可根据此高电平的持续时间来计算距离值。
**即距离值为：(高电平时间*340m/s)/2。
**注：因为距离值已经经过温度校正，此时无需再根据环境温度对超声波声速进行校正，即不管温度多少，声速选择340m/s 即可。

*'''UART测距模式'''
**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_2.png|600px]]
**在模块上电前，应先插上模式选择跳线上的跳线帽，使模块处于串口触发模式。
**在 Trig/TX 管脚输入 0X55 （波特率 9600），系统便可发出8个40KHZ的超声波脉冲，然后检测回波信号。
**当检测到回波信号后，模块还要进行温度值的测量，然后根据当前温度对测距结果进行校正，将校正后的结果通过 Echo/RX管脚输出。
**输出的距离值共两个字节，第一个字节是距离的高 8 位（HDate），第二个字节为距离的低 8 位（LData），单位为毫米。
**即距离值为 （HData*256 +LData）mm。

*'''UART测温模式'''
**[[File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_3.png|600px]]
**在模块上电前，应先插上模式选择跳线上的跳线帽，使模块处于串口触发模式。
**在 Trig/TX 管脚输入 0X50 （波特率 9600），系统便启动温度传感器对当前温度进行测量，然后将温度值通过 Echo/RX 管脚输出。
**测量完成温度后，本模块会返回一个字节的温度值（TData），实际的温度值为 TData-45。
**例如通过 TX 发送完0X50 后，在 RX 端收到 0X45，则此时的温度值为 [69（0X45 的10 进制值）-45] = 24 度。

== 原理图 ==
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_原理图.pdf|HC-SR04]]
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05)_原理图.pdf|HY-SRF05]]
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_原理图.pdf|US-100]]

== 参考例程 ==
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04)_参考例程.zip|HC-SR04]]
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (HY-SRF05)_参考例程.zip|HY-SRF05]]
*[[:File:Ultrasonic Distance Sensor (US-100)_参考例程.zip|US-100]]

== 注意事项 ==
*此模块不宜带电连接，如果要带电连接，则先连接模块的GND。
*如果测试面不是很规则或测试远距离物体时，可采用多次测量的方法来校正。
*两次测试间隔要不小于200ms。

== FAQ ==
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