超声波测距(「科技宅」教你用超声波实现毫米级的精准测距,附送程序源码)
2024年01月20日 09:01
来源于:烟月稀财经笔记
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关注《高手杰瑞》获得更多好玩资讯!初识HC-SR04超声波测距模块超声波测距模块其实有很多种,其中HC-SR04是我们较为常见的一种型号
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初识HC-SR04超声波测距模块
超声波测距模块其实有很多种,其中HC-SR04是我们较为常见的一种型号,在这里我们使用HC-SR04超声波测距模块来实现我们的测距功能。HC-SR04支持2cm-400cm之间的非接触式距离测量功能,测量精度可以到达3mm!该模块集成了超声波发射器、接收器和其他控制电路等。
模块驱动方法:
向TRIG口输出至少持续10us的高电平信号,在这之后模块内部控制电路将自动发送8个40khz的方波,并自动检测是否有信号返回,若有信号返回,模块ECHO将会输出一个高电平,持续时间就是超声波从发射到返回的时间。
下图为HC-SR04超声波模块的时序图:
编写HC-SR04的驱动程序
按照上述的驱动方式,我们可以来编写HC-SR04的驱动程序。杰瑞在这里使用Python来编写HC-SR04的驱动程序,在编写之前我们的树莓派中必须要提前安装好RPi.GPIO库。
按照惯例导入我们需要用到的库:
import RPi.GPIOimport time
设置树莓派IO口的编码方式为BCM,并屏蔽警告信息
GPIO.setwarnings(False)GPIO.setmode(GPIO.BCM)
定义TRIG、ECHO引脚。
#定义 GPIO引脚GPIO_TRIGGER = 23GPIO_ECHO = 24GPIO.setup(GPIO_TRIGGER, GPIO.OUT)GPIO.setup(GPIO_ECHO, GPIO.IN)
我们的准备工作做完了,接下来就按照上面的驱动方式来编写驱动代码:
1.向TRIG引脚输出持续10us的高电平信号
#发送高电平信号给 trig引脚 GPIO.output(GPIO_TRIGGER, True) #持续 10 us time.sleep(0.00001) GPIO.output(GPIO_TRIGGER, False)
- 计算超声波从发射到接收的时间
start_time = time.time() stop_time = time.time() #记录超声波发送时刻 while GPIO.input(GPIO_ECHO) == 0: start_time = time.time() while GPIO.input(GPIO_ECHO) == 1: stop_time = time.time()
- 利用公式计算距离(单位cm)
#计算超声波返回的时间 time_elapsed = stop_time - start_time #空气中声波的速度为 343m/s ,转化为 34300cm/s distance = (time_elapsed * 34300) / 2
- 循环检测并输出测试得到的距离:
if __name__ == '__main__': try: while True: dist = distance() print("检测到物体距离{:.2f} cm".format(dist)) time.sleep(1) # Reset by pressing CTRL + C except KeyboardInterrupt: print("Measurement stopped by User") GPIO.cleanup()
接线方式
HC-SR04模块的VCC接树莓派的5伏VCC上,GND与树莓派GND相连,TRIG、ECHO分别于23、24号IO口连接。
效果测试
先看一下整体连接效果图:
以下是程序运行测试出来的数据:
源码获取
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文中需要用到的硬件设备如下:
HC-SR04超声波测距模块
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