若何连接超声波测距模块？_暗记_旗子

一、序言

  在福来三轮车上，可以增加超声波测距传感器用于感知赛道上的立体障碍。
这种小型的超声波测距传感器，事情事理大略，接口只须要两根旗子暗记线，占用资源少。
下面通过示例程序先容如何在 MicroPython中增加超声波传感器。
先容硬件接口和软件丈量功能。

▲ 超声波传感器

二、传感器基本事理

  这是待会儿测试的超声波传感器，型号为 SR04。
它的接口中，除了电源和地线之外。
还有一个触发旗子暗记线，它是由单片机发送给超声波的0.1毫秒的高电平脉冲旗子暗记。
其余一个是反应脉冲旗子暗记，它的高电平时间，正比于超声波来回障碍物之间的韶光。
因此，这个韶光乘以空气中的声音速率 ，再除以2，便是前方反射超声波障碍的间隔。
这是利用示波器实际丈量的一次脉冲旗子暗记。
上面是单片机发送给超声波传感器的触发脉冲。
下面是超声波模块输出的丈量反应脉冲旗子暗记。

三、电路连接

  在电路主板上，原来用于串口通讯的接口，它具有电源线、地线，以及两条旗子暗记线。
恰好能够连接到 SR04 超声波模块。
制作一个四芯的扁平电缆，将 SR04 超声波模块与主板上 UART 接口连接在一起。

四、示例程序

  在给定的学习资料示例程序目录中，有 第12 子目录，个中包括有 HC SR04 测试程序。
原来的程序中，利用了 P14, P15 两个单片机管脚来掌握超声波模块，根据现在利用 UART端口中的旗子暗记线的定义，这里将掌握端口修正为 P4, P5。
这个演示程序本身并不繁芜。
 前面，定义了用于超声波触发和超声波输出旗子暗记的两个管脚。
触发为输出管脚，反应为输入管脚。
下面，定义了两个 LED 掌握端口。
它们不参与超声波掌握，只适用于显示程序运行状态。
再往下，定义了超声波触发和丈量子程序，程序的循环主体进行间隔测试和 LED 闪烁。
下面我们剖析一下超声波间隔丈量函数的事情过程。

  下面，对照超声波波形，来先容一下丈量函数的功能。
丈量函数有一个参数，timeout。
定义了最大等待韶光，这是为了避免软件涌现去世循环。
常日取 100ms。
接下来，将 触发管脚置为高电平，这是触发旗子暗记的上升沿。
接下来，延迟 100微秒，将 触发管脚拉低。
这就形成了 一个宽度为 0.1毫秒的触发旗子暗记。
取当前系统韶光。
接下来利用 while 循环，检测 ECHO 管脚变为高电平。
最历久待韶光为 timeout。
这是等 ECHO旗子暗记是否涌现。
如果 创造了上升沿，

  接下来，取当前系统高精度韶光。
单位为 微秒。
再利用 while 循环检测 ECHO 旗子暗记是否变为低电平。
最长检测韶光还是 timeout。
如果创造了 ECHO是低电平，就可以调用 elapsed 函数，得到 ECHO 脉冲韶光宽度。
否则，显示超时缺点信息。
根据丈量 ECHO 脉冲韶光宽度，打算出反射物对应的间隔。

五、测试结果

  程序运行之后，可以在串口终端中看到输出的丈量间隔信息。
现在这是超声波传感器前面没有障碍物，超声波 ECHO 脉冲旗子暗记非常宽，对应的丈量间隔很长。
利用手放在超声波传感器前面，间隔只有 10厘米旁边。
ECHO旗子暗记的脉冲 宽度非常窄。
将手往远处移动，丈量 ECHO 脉冲旗子暗记就逐步变宽了。
对应的间隔变长了。

  本文先容了超声波模块的运用。
为了便于丈量，这里将车模上的电路板拆卸下来放在磁性固定板上。
利用主板上的 UART 四芯接口 掌握 SR04 超声波模块，讲解了示例程序的事情事理，对个中掌握单片机端口进行了修正。
根据这个事理，可以接驳多个超声波模块，提高检测的范围。

参考资料

[1]

清华大学自动化系科技营-暨智能机器人寻衅赛-学习方略: https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/140378536?csdn_share_tail=%7B%22type%22%3A%22blog%22%2C%22rType%22%3A%22article%22%2C%22rId%22%3A%22140378536%22%2C%22source%22%3A%22zhuoqingjoking97298%22%7D

[2]

主板实验 | 如何运用外部端口中断？: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/140660159