目录

一，写在前面

二，超声波模块说明

● 模块基本参数

● IO口接线说明

● 测距实现原理

三，时间函数说明

● 代码测试

四，时序图分析

五，代码实现超声波测距

● 重点提醒：

● 距离测试 ：

一，写在前面

● 在之前做过用全志H6实现超声波测距的实验，我的这篇文章里有详细介绍http://t.csdn.cn/3EXHW。

● 其实无论是全志还是树莓，要实现超声波测距的功能，都必须要掌握以下三点：

① 超声波模块测距原理及io口的认识；

② 时间函数的使用；

③ 通过时序图分析出超声波测距实现的过程；

二，超声波模块说明

● 模块基本参数

● IO口接线说明

型号： HC-SR04

接线参考：模块除了两个电源引脚外，还有 TRIG ， ECHO 引脚

• Vcc：5V电源供电
• Trig：输入触发信号0（可以触发测距）
• Echo：传出信号回响1（可以传回时间差）
• Gnd：接地Gnd或0v

● 测距实现原理

超声波测距模块是用来测量距离的一种产品，通过发送和接收超声波 ，利用时间差和声音传播速度 ， 计算出模块到前方障碍物的距离。

三，时间函数说明

#include int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);struct timeval {time_t      tv_sec;     /* 秒 */suseconds_t tv_usec;    /* 微秒 */
};

● gettimeofday() 会把目前的时间用 tv 结构体返回；

● 当地时区的信息则放到 tz 所指的结构中，不用时区参数时，直接用NULL表示；

● 1秒（s） = 1000毫秒（ms） = 1000000微秒（us）；

● 代码测试

用时间函数：计算程序在当前环境中数数1000次耗时多少微秒？

#include 
#include void count() //数数1000次
{int i,j;for(i=1;i<=100;i++){for(j=1;j<=10;j++){}}
}
int main()
{struct timeval startTime;//定义开始时间struct timeval stopTime;//定义结束时间gettimeofday(&startTime,NULL);//开始时间，不用时区参数，用NULL表示count(); //数数1000次gettimeofday(&stopTime,NULL);//结束时间long difftime = 1000000*(stopTime.tv_sec - startTime.tv_sec)+(stopTime.tv_usec - startTime.tv_usec);//长整型long表示    //计算时间差值  =  秒的差值+微妙的差值（时间单位要换算一致）printf("树莓派在Linux上数数1000次耗时%ldus\n");return 0;
}

 结果说明：每一次计算的结果可能都不一样，影响因素较多。但此代码的目的在于理解和认识时间函数。

pi@raspberrypi:~/wiringPi $ ./a.out
树莓派在Linux上数数1000次耗时10459us

四，时序图分析

结合时序图分析波的运动过程和测距流程

① 怎么让它发波：Trig，给Trig端口至少10us的高电平 ；

② 怎么知道开始发了：Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波；

③ 怎么知道接收了返回波：Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了；

④ 怎么算时间：Echo引脚维持高电平的时间！ 波发出去的那一下，开始启动定时器，波回来的那一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间。

⑤ 怎么算距离：距离=速度（340m/s）*时间/2 （注意速度单位和时间单位的换）

五，代码实现超声波测距

● 重点提醒：

① 代码编写一定要结合时序图分析过程；

② 计算波在空气中的时间，要统一把时间单位换算成微妙，不能统一换算成秒来计算（亲测出错）

#include 
#include 
#include 
#include 
#include #define Trig 4 //发送波
#define Echo 5 //接收波double getDistance()
{double dis; //double定义距离，比float精度更高struct timeval startTime; //开始时间struct timeval stopTime; //停止时间pinMode(Trig,OUTPUT);  //输出，发送波pinMode(Echo,INPUT);   //输入，接收波digitalWrite(Trig,LOW); //结合时序图，低电平上先维持5ususleep(5);digitalWrite(Trig,HIGH); //上到高电平 维持10ususleep(10);digitalWrite(Trig,LOW);  最后拉到低电平，完成整个放波流程while(digitalRead(Echo) != 1);//用digitalRead读Echo的值，不为1时，维持在低电平等待，等到为1时，即发波时gettimeofday(&startTime,NULL);//发波开始，计时开始while(digitalRead(Echo) != 0);//不为0时，发波结束       gettimeofday(&stopTime,NULL); //停止计时long diffTime = 1000000*(stopTime.tv_sec - startTime.tv_sec)+(stopTime.tv_usec - startTime.tv_usec);
//计算波在空气中的时间   = （换算成微妙） 秒差值 + 微妙差值dis = (double)diffTime/1000000*34000/2;//通过时间计算距离，波在空气中有来回，所以/2//距离 = 时间 * 速度（340m/s）/ 2     注意单位换算return dis;//返回计算出的距离   }
int main()
{double dis;//距离if(wiringPiSetup() == -1){  //wiringPi库初始化printf("initWiringPi error!\n");exit(-1);}while(1){dis = getDistance();//距离值printf("dis = %.3lfcm\n",dis);//双精度用lf%，取小数点后3位，所以.3usleep(1000000);//1s = 1000ms = 1000000us}return 0;
}

● 距离测试 ：

pi@raspberrypi:~/wiringPi $ gcc csb.c -lwiringPi //链接库
pi@raspberrypi:~/wiringPi $ ./a.out
dis = 5.933cm
dis = 6.681cm
dis = 6.375cm
dis = 7.667cm
dis = 10.744cm
dis = 10.744cm