arduino的超声波测距和pulseIn()函数的使用说明

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即：s=340m/s×t / 2 。这就是所谓的时间差测距法。

pulseIn函数知识要点：

pulseIn()：用于检测引脚输出的高低电平的脉冲宽度。

pulseIn(pin, value)

pulseIn(pin, value, timeout)

Pin---需要读取脉冲的引脚

Value---需要读取的脉冲类型，HIGH或LOW

Timeout---超时时间，单位微秒，数据类型为无符号长整型。

使用方法及时序图：

1、使用Arduino采用数字引脚给SR04的Trig引脚至少10μs的高电平信号，触发SR04模块测距功能；

2、触发后，模块会自动发送8个40KHz的超声波脉冲，并自动检测是否有信号返回。这步会由模块内部自动完成。

3、如有信号返回，Echo引脚会输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。此时，我们能使用pulseIn()函数获取到测距的结果，并计算出距被测物的实际距离。

代码如下：

const int TrigPin = 2;

const int EchoPin = 3;

float distance;

void setup()

{   // 初始化串口通信及连接SR04的引脚

        Serial.begin(9600);

        pinMode(TrigPin, OUTPUT);

    // 要检测引脚上输入的脉冲宽度，需要先设置为输入状态

        pinMode(EchoPin, INPUT);

    Serial.println('Ultrasonic sensor:');

}

void loop()

{

    // 产生一个10us的高脉冲去触发TrigPin

        digitalWrite(TrigPin, LOW);

        delayMicroseconds(2);

        digitalWrite(TrigPin, HIGH);

        delayMicroseconds(10);

        digitalWrite(TrigPin, LOW);

    // 检测脉冲宽度，并计算出距离

        distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00;

        Serial.print(distance);

        Serial.print('cm');

        Serial.println();

        delay(1000);

}

 

pulseIn函数其实就是一个简单的测量脉冲宽度的函数，默认单位是us。也就是说pulseIn测出来的是超声波从发射到接收所经过的时间。对于除数58也很好理解，声音在干燥、摄氏 20度的空气中的传播速度大约为343米/秒，合34,300厘米/秒。或者，我们作一下单位换算，34,300除以1,000,000厘米/微秒。即为：0.0343厘米/微秒，再换一个角度，1/（0.0343 厘米/微秒）即：29.15 微秒/厘米。这就意味着，每291.5微秒表示10CM的距离。1厘米就是29.15微秒。但是发送后到接收到回波，声音走过的是2倍的距离呀。
所以实际距离就是1厘米，对应58.3微秒。实际上整个测距过程是测的发出声波到收到回波的时间，你的程序里的第一个distance实际上是时间us。所以换成距离cm，要除以58。当然除以58.3可能更精确。所以我们可以用 pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00获取测得的距离。