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一、器件介绍
（1）器件名称：
HC-SR04超声波测距模块
（2）主要技术参数：
1、使用电压：DC5V；
2、静态电流：小于2mA；
3、电平输出：高5V；
4、电平输出：底0V；
5、感应角度：不大于15度；
6、探测距离：2cm-450cm
7:高精度可达0.2cm；
7、接线方式，VCC、trig（控制端）、echo（接收端）、GND。
（3）工作原理：
1、采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号；
2、模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；
3、有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时
间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。
超声波传感器主要利用多普勒原理，通过晶振向外发射超过人体能感知的高频超声波，
一般典型的选用25～40kHz波，然后控制模块检测反射回来波的频率，如果区域内有物体运动，反射波频率就会有轻微的波动，即多普勒效应，以此来判断照明区域的物体移动，从而达到控制开关的目的。
超声波的纵向振荡特性，可以在气体、液体及固体中传播且其传播速度不同；它还有折射和反射现象，在空气中传播其频率较低，衰减较快，而在固体、液体中则衰减较小，传播较远。超声波传感器正是利用超声波的这些特性。超声波传感器有敏感范围大，无视觉盲区，不受障碍物干扰等特点，这项技术已经在商业和安全领域被使用25年多了，已经被证明是检测小物体运动最有效的方法。
ULTD5N-350超声波测距模块，可提供3cm--3.5m的非接触式距离感测功能，该模块包括了超声波发射器、接收器与控制电路。其基本工作原理为给予此超声波测距模块一触发信号后发射超声波，当超声波投射到物体而反射回来时，模块输出一回响信号，以触发信号和回响信号间的时间差，来判定物体的距离。
（4）应用产品领域：
飞行器测距、机器人避障、公共安防、停车场检测等。
(5)管脚图：
二、测试实验
（1）实验目的：
运用超声波测距模块实行简单测距。
（2）线路连接（理论）：
（3）线路连接（实际）：
暂缺
（4）运行代码：
const int echopin=3; // echo接3端口
const int trigpin=2; // trig接2端口
int led = 10; // led灯接10端口
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(echopin,INPUT); //设定echo为输入模式
pinMode(trigpin,OUTPUT);//设定trig为输出模式
pinMode(led,OUTPUT);//设定led为输出模式
}
void loop()
{
digitalWrite(trigpin,LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigpin,HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigpin,LOW);
//发一个10ms的高脉冲去触发TrigPin
float distance =
pulseIn(echopin,HIGH);//接收高电平时间
distance = distance/58.0;//计算距离
Serial.print(distance);
//输出距离
Serial.println(“cm”);
//输出单位
delay(60);
//循环间隔60uS
}
（5）操作过程中出现的问题及解决方案：
1、Arduino Uno上的指示灯无法正常闪烁，原因：代码出现问题，重新寻找代码；
2、Arduino代码无法编译，原因：代码出现问题，目前能力无法对此进行更改，所
以重新寻找代码；
3、采集信号时出现负值现象，原因：障碍物与模块距离过近或者采集信号频率过高；
三、拓展型实验：
（1）实验目的：
当超声波测距模块前10cm内有障碍物时，LED能持续发光。
（2）线路连接（理论）：
（3）线路连接（实际）：
（4）运行代码：
const int echopin=3; // echo接3端口
const int trigpin=2; // trig接2端口
int led = 10; // led灯接10端口
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(echopin,INPUT); //设定echo为输入模式
pinMode(trigpin,OUTPUT);//设定trig为输出模式
pinMode(led,OUTPUT);//设定led为输出模式
}
void loop()
{
digitalWrite(trigpin,LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigpin,HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigpin,LOW);
//发一个10ms的高脉冲去触发TrigPin
float distance =
pulseIn(echopin,HIGH);//接收高电平时间
distance = distance/58.0;//计算距离
Serial.print(distance);
//输出距离
Serial.println(“cm”);
//输出单位
if(distance<10)
{digitalWrite(led,HIGH);}
else{digitalWrite(led,LOW);}//距离小于10cm时，led写入高电平
delay(60);
//循环间隔60uS
}
（5）测试结果图：
（6）操作过程中出现的问题及解决方案：
暂未出现问题。
（7）时序波形图：
（8）时序图解释：
从上面的模块时序图可以看出，只需要提供一个短期的10uS脉冲触发信号，超声波即可进行距离测量工作。
该模块被触发后，超声波发射头将发出8个40kHz周期电平，同时检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。
回响信号是一个脉冲的宽度成正比的距离对象。可通过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；或者uS/148=英寸。
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。
资料整理人：邓晨涛
实验测试者：邓晨涛，林峻民，彭帆，张世琳（按姓氏首字母排列）
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