發布日期：2022-10-09 點擊率：92
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1.組件外觀：
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HC-SR04 模塊可以測量 3cm - 4m 的距離，精確度可以達到 3mm。它包含了超聲波發射器、接收器和控制電路三部分。
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2.接線方式
一共兩個電源引腳和兩個控制引腳。
Vcc 和 Gnd 接 5v DC 電源，但不推薦用獨立電源給它供電，應使用樹莓派或單片機的 GPIO 口輸出 5v 和 Gnd 給它供電。不然會影響這個模塊的運行。
Trig 引腳用來接收樹莓派的控制信號。接任意 GPIO 口。
Echo 引腳用來向樹莓派返回測距信息。接任意 GPIO 口。
(注意 Echo 返回的是 5v信號，而樹莓派的 GPIO 接收超過 3.3v 的信號可能會被燒毀，因此需要加一個分壓電路，博主沒有加，直接用杜邦線連的)。
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3.工作原理
(1)樹莓派向 Trig 腳發送一個 10us 的脈沖信號。
(2) HC-SR04 接收到信號，開始發送超聲波，并把 Echo置為高電平，然后準備接收返回的超聲波。
(3) HC-SR04 接收到返回的超聲波，把 Echo 置為低電平。
(4)Echo 高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間間隔。
(5)計算距離：
? ? 距離(單位:m) ?= ?(start - end) * 聲波速度 / 2?
? ? 聲波速度取 343m/s 。
? ? 然后再把測得的距離轉換為 cm。
? ? 距離(單位:cm) = (start - end) * 聲波速度 / 2 * 100?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = (start - end) *
4、代碼
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14、新手入手樹莓派教程--DHT11傳感器的使用
5、運行結果
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致謝：
1、樹莓派-超聲波測距（HC-SR04）的使用（Python）
2、樹莓派控制超聲波傳感器（C++）
3、基于樹莓派平臺的超聲波測距編程實現（C實現）
4、樹莓派3 + HC-SR04超聲波測距模塊（好）
? ?超聲波測距應用廣泛，本次實戰通過樹莓派B+連接HC-SR04超聲波測距傳感器，用python GPIO控制傳感器完成距離測定，并將距離顯示在屏幕上。
硬件部分：
1，HC-SR04超聲波測距傳感器
? ? ? ?1.1 HC-SR04超聲波測距傳感器硬件如下圖
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該傳感器有4個引腳：
VCC,超聲波模塊電源腳，接5V電源即可
Trig，超聲波發送腳，高電平時發送出40KHZ出超聲波
Echo，超聲波接收檢測腳，當接收到返回的超聲波時，輸出高電平
GND，超聲波模塊GND
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1.2 HC-SR04超聲波模塊工作原理：
1）采用IO口TRIG觸發測距，給至少10us的高電平信號;
2）模塊自動發送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；
3）有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2;
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1.3?HC-SR04超聲波模塊使用方法
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初始化時將trig和echo端口都置低，首先向給 trig 發送至少10 us的高電平脈沖（模塊自動向外發送8個40K的方波），然后等待，捕捉 echo 端輸出上升沿，捕捉到上升沿的同時，打開定時器開始計時，再次等待捕捉echo的下降沿，當捕捉到下降沿，讀出計時器的時間，這就是超聲波在空氣中運行的時間，按照 測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2 就可以算出超聲波到障礙物的距離。
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2、樹莓派B+ 引腳
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3. ?樹莓派與超聲波模塊連線圖
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? ? ?HC-SR04 ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? Raspberry Pi B+ Physical ? ? ? ? ? ? ?
? ? ?說明 ? ? ? ? ? ?
VCC
2
+5V
Trig
38
GPIO.20
Echo
40
GPIO.21
GND
39
GND
?
?
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軟件部分:
1、確認python，python GPIO庫是否正確安裝
?在Raspbian中已經預裝了Python2.7.9，直接在命令行輸入python即可看到如下信息
pi@raspberrypi:~ $ python
Python 2.7.9 (default, Mar ?8 2015, 00:52:26)
[GCC 4.9.2] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
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使用Python控制GPIO時，常用的是raspberry-gpio-python模塊，在2016-05-27-raspbian-jessie版本的系統鏡像中，預裝了最新的版本v0.6.2，可以在Python中輸入下列命令查看：
>>> import RPi.GPIO as GPIO
>>> GPIO.VERSION
'0.6.2'
>>>
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2、創建一個目錄hcsr04
pi@raspberrypi:~ $ cd /home/pi
pi@raspberrypi:~ $ mkdir hcsr04
?
pi@raspberrypi:~ $ cd hcsr04
3、創建python程序
在hcsr04目錄下創建一個名為hcsr04.py 的程序文件：
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import RPi.GPIO as GPIO
import time
Trig_Pin = 20
Echo_Pin = 21
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(Trig_Pin, GPIO.OUT, initial = GPIO.LOW)
GPIO.setup(Echo_Pin, GPIO.IN)
time.sleep(2)
def checkdist():
? ? GPIO.output(Trig_Pin, GPIO.HIGH)
? ? time.sleep(0.)
? ? GPIO.output(Trig_Pin, GPIO.LOW)
? ? while not GPIO.input(Echo_Pin):
? ? ? ? pass
? ? t1 = time.time()
? ? while GPIO.input(Echo_Pin):
? ? ? ? pass
? ? t2 = time.time()
? ? return (t2-t1)*340*100/2
try:
? ? while True:
? ? ? ? print 'Distance:%0.2f cm' % checkdist()
? ? ? ? time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
? ? GPIO.cleanup()
?
然后執行該程序
pi@raspberrypi:~ $ ?python hcsr04.py
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驗證測試
如圖在超聲波測距儀前放在障礙物，前后移動超聲波測距儀，電腦屏幕上會顯示測得的距離，與直尺量的距離對比，可發現誤差不大。完全可以勝任小車壁障等用途。
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因為作業要求使用c語言代碼，這里先附上一段摘自網上的代碼
感謝KalaerSun的c語言代碼，摘自
1 #include
既然我們已經讀懂了代碼，接下來我們就是硬件方面的鏈接：
我們先來了解一下各個硬件分別開來的屬性。
1.樹莓派:
樹莓派的歷史我們在此不做過多的講解，其他硬件也暫且不講，我們先來看一下樹莓派上的引腳。
拿起樹莓派，將USB接口向下，面向你那起來，你會發現樹莓派右邊有兩列一共40個引腳，下邊這部分告訴了我們這些引腳各自的功能。
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+
| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |
+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
| | | 3.3v | | | 1 || 2 | | | 5v | | |
| 2 | 8 | SDA.1 | ALT0 | 1 | 3 || 4 | | | 5V | | |
| 3 | 9 | SCL.1 | ALT0 | 1 | 5 || 6 | | | 0v | | |
| 4 | 7 | GPIO. 7 | IN | 1 | 7 || 8 | 1 | ALT5 | TxD | 15 | 14 |
| | | 0v | | | 9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD | 16 | 15 |
| 17 | 0 | GPIO. 0 | OUT | 0 | 11 || 12 | 0 | IN | GPIO. 1 | 1 | 18 |
| 27 | 2 | GPIO. 2 | IN | 0 | 13 || 14 | | | 0v | | |
| 22 | 3 | GPIO. 3 | IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN | GPIO. 4 | 4 | 23 |
| | | 3.3v | | | 17 || 18 | 0 | IN | GPIO. 5 | 5 | 24 |
| 10 | 12 | MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 | | | 0v | | |
| 9 | 13 | MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 0 | IN | GPIO. 6 | 6 | 25 |
| 11 | 14 | SCLK | ALT0 | 0 | 23 || 24 | 1 | OUT | CE0 | 10 | 8 |
| | | 0v | | | 25 || 26 | 1 | OUT | CE1 | 11 | 7 |
| 0 | 30 | SDA.0 | IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN | SCL.0 | 31 | 1 |
| 5 | 21 | GPIO.21 | IN | 1 | 29 || 30 | | | 0v | | |
| 6 | 22 | GPIO.22 | IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN | GPIO.26 | 26 | 12 |
| 13 | 23 | GPIO.23 | IN | 0 | 33 || 34 | | | 0v | | |
| 19 | 24 | GPIO.24 | IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN | GPIO.27 | 27 | 16 |
| 26 | 25 | GPIO.25 | IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN | GPIO.28 | 28 | 20 |
| | | 0v | | | 39 || 40 | 0 | IN | GPIO.29 | 29 | 21 |
+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+
我們重點來介紹這次試驗用到的兩種引腳：
①.電源引腳：分為3.3V / 5V / 0V三種，其中0V代表接地
②.GPIO輸入輸出接口：這是非常重要的一類引腳，上圖中標明了GPIO的就是這類接口，樹莓派GPIO接口只能輸入輸出數字信號（0&1等）
2.超聲波模塊
超聲波模塊的種類有很多，我們此處選擇的模塊型號為HC-SR04，本模塊的優點為性能穩定，測度距離精確，模塊高精度，盲區小。探測距離為2cm-450cm。
我們可以看到它一共有四個引腳：
Vcc：接5V電源（接1號引腳）
Trig：輸出端口（接16號引腳）
Echo：輸入端口（接18號端口）
Gnd：接地端（接6號端口）
3.杜邦線
杜邦線有三種類型，分別為公對母，母對母，公對公。我們這里需要的是四條母對母的杜邦線。
接下來我們就用杜邦線將超聲波模塊與樹莓派連接，連接時一定要注意引腳之間的對應關系。連接成功后如下
連接成功后我們就開始測試程序了，先將程序編譯成可執行的二進制文件
之后輸入ls 查看，我們發現有編譯成功后的disMeasure文件
之后我們輸入sudo 開始執行程序，程序運行效果如下。
到此，我們的超聲波模塊測距部分就算完美收工了。
以上就是超聲波模塊測距的c的代碼和解析的部分了，希望能對大家的樹莓派學習有幫助。
作為最常見的傳感器，本篇實現超聲波測距傳感的交互：
1. 首先把樹莓派GPIO結構圖放上來：
圖一 樹莓派GPIO結構圖
2. 接線
VCC,超聲波模塊電源腳，接5V電源即可
Trig，超聲波發送腳，高電平時發送出40KHZ出超聲波，接GPIO
Echo，超聲波接收檢測腳，當接收到返回的超聲波時，輸出高電平，接GPIO
GND，超聲波模塊GND
圖二 樹莓派和超聲測距傳感器的接線圖
網上教程指出5V的GPIO可能會燒掉板子，建議加電阻，這里沒有加也能運行，自己有材料最好接上電阻。
3. 程序
#!?/usr/bin/python
#?-*-?coding:utf-8?-*-
import?RPi.GPIO as GPIO
import?time
def?checkdist():
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
#發出觸發信號
GPIO.output(2,GPIO.HIGH)
#保持10us以上（我選擇15us）
time.sleep(0.)
GPIO.output(2,GPIO.LOW)
while?not?GPIO.input(3):
pass
#發現高電平時開時計時
t1?=?time.time()
while?GPIO.input(3):
pass
#高電平結束停止計時
t2?=?time.time()
#返回距離，單位為米
return?(t2-t1)*340/2
#第3號針，GPIO2
GPIO.setup(2,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)
#第5號針，GPIO3
GPIO.setup(3,GPIO.IN)
time.sleep(2)
try:
while?True:
print?'Distance: %0.2f m'?%checkdist()
time.sleep(0.5)
except?KeyboardInterrupt:
GPIO.cleanup()
值得學習的模塊，而且很實用，測量精度也高，便宜好用。
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