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初识HC-SR04超声波测距模块

超声波测距模块其实有很多种，其中HC-SR04是我们较为常见的一种型号，在这里我们使用HC-SR04超声波测距模块来实现我们的测距功能。HC-SR04支持2cm-400cm之间的非接触式距离测量功能，测量精度可以到达3mm！该模块集成了超声波发射器、接收器和其他控制电路等。

模块驱动方法：

向TRIG口输出至少持续10us的高电平信号，在这之后模块内部控制电路将自动发送8个40khz的方波，并自动检测是否有信号返回，若有信号返回，模块ECHO将会输出一个高电平，持续时间就是超声波从发射到返回的时间。

下图为HC-SR04超声波模块的时序图：

编写HC-SR04的驱动程序

按照上述的驱动方式，我们可以来编写HC-SR04的驱动程序。杰瑞在这里使用Python来编写HC-SR04的驱动程序，在编写之前我们的树莓派中必须要提前安装好RPi.GPIO库。

按照惯例导入我们需要用到的库：

import RPi.GPIOimport time

设置树莓派IO口的编码方式为BCM，并屏蔽警告信息

GPIO.setwarnings(False)GPIO.setmode(GPIO.BCM)

定义TRIG、ECHO引脚。

#定义 GPIO引脚GPIO_TRIGGER = 23GPIO_ECHO = 24GPIO.setup(GPIO_TRIGGER, GPIO.OUT)GPIO.setup(GPIO_ECHO, GPIO.IN)

我们的准备工作做完了，接下来就按照上面的驱动方式来编写驱动代码：

1.向TRIG引脚输出持续10us的高电平信号

    #发送高电平信号给 trig引脚    GPIO.output(GPIO_TRIGGER, True)    #持续 10 us    time.sleep(0.00001)    GPIO.output(GPIO_TRIGGER, False)

    start_time = time.time()    stop_time = time.time()        #记录超声波发送时刻    while GPIO.input(GPIO_ECHO) == 0:           start_time = time.time()        while GPIO.input(GPIO_ECHO) == 1:        stop_time = time.time()

    #计算超声波返回的时间    time_elapsed = stop_time - start_time    #空气中声波的速度为 343m/s ,转化为 34300cm/s    distance = (time_elapsed * 34300) / 2

if __name__ == '__main__':    try:        while True:            dist = distance()            print("检测到物体距离{:.2f} cm".format(dist))            time.sleep(1)          # Reset by pressing CTRL + C    except KeyboardInterrupt:        print("Measurement stopped by User")        GPIO.cleanup()

HC-SR04模块的VCC接树莓派的5伏VCC上，GND与树莓派GND相连，TRIG、ECHO分别于23、24号IO口连接。

效果测试

先看一下整体连接效果图：

以下是程序运行测试出来的数据：

源码获取

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文中需要用到的硬件设备如下：

HC-SR04超声波测距模块