“实验二十四:超声波传感器实验”的版本间的差异

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== Arduino ==
 
== Arduino ==
“以GPIO模式为例”
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*'''以GPIO模式为例'''
 
=== 实验现象 ===
 
=== 实验现象 ===
 
* 通过串口打印模块测量到的距离
 
* 通过串口打印模块测量到的距离
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  delay(100);                                //延时100mS再次测量,延时可不要
 
  delay(100);                                //延时100mS再次测量,延时可不要
 
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== 树莓派 ==
 
== 树莓派 ==

2024年8月20日 (二) 14:50的版本

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模式选择

  • 实验二十四:HC-SR04超声波传感器实验 模式选择.png

模式说明

GPIO模式

  • Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) GPIO.png
  • 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。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。

IIC模式

    • IIC地址: 0X57
    • IIC传输格式:
      • 写数据:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) IIC 1.png
      • 读数据:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) IIC 2.png
    • 命令格式:Ultrasonic Distance Sensor (HC-SR04) IIC.jpg
    • 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
      • 距离=( BYTE_H*65536 + BYTE_M*256 + BYTE_L )/1000

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
      • 距离=( BYTE_H*65536 + BYTE_M*256 + BYTE_L )/1000


1-Wire模式

  • 实验二十四:HC-SR04超声波传感器实验 1-wire模式.png
  • 外部 MCU 初始设置为输出,给模块 I/O 脚一个大于 10uS 的高电平脉冲;输出脉冲信号后,MCU 设置 为输入模式,等待模块给出的一个与距离等比的高电平脉冲信号;测量结束后 MCU 设置为输出模式,进行下次测量。
  • 声速可根据脉宽时间“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℃)
    • 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。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。


Arduino

  • 以GPIO模式为例

实验现象

  • 通过串口打印模块测量到的距离

电路连接

  • 实验二十四:HC-SR04超声波传感器实验 接线.png

主要程序

 digitalWrite(trig,HIGH);
 delayMicroseconds(1);
 digitalWrite(trig,LOW); 
 distance  = pulseIn(echo,HIGH);             //计数接收高电平时间
 distance  = distance*340/2/10000;           //计算距离 1:声速:340M/S  2:实际距离为1/2声速距离 3:计数时钟为1US//温补公式:c=(331.45+0.61t/℃)m•s-1 (其中331.45是在0度)
 Serial.print("距离: ");
 Serial.print(distance);
 Serial.println("CM");
 delay(30);                                  //单次测离完成后加30mS的延时再进行下次测量。防止近距离测量时,测量到上次余波,导致测量不准确。
 delay(100);                                 //延时100mS再次测量,延时可不要

树莓派

实验现象

电路连接

程序运行

C语言

Python

例程下载

相关例程

Arduino和树莓派基础实验套件例程
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