HC-SR04超聲波模塊的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)和程序分享

　　這段時(shí)間要用超聲波做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，就是使用超聲波和舵機(jī)結(jié)合，做一個(gè)自動(dòng)壁障演示實(shí)驗(yàn)。就是將超聲波接到舵機(jī)上，通過轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)來獲取各個(gè)方向到小車的距離，從而控制小車運(yùn)動(dòng)，避開障礙物，并尋找最佳路徑。整個(gè)小車基于航太電子提供的51智能小車，如下圖：

　　車前面的超聲波模塊就是固定在下面的舵機(jī)上面的，實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)需要將顯示屏取下，否則會(huì)檔到舵機(jī)。

　　下面簡單說下超聲波模塊：

　　HC-SR04超聲波測距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路，檢測角度為30°。

　　另外還有超聲波的控制方式：

　?。?）采用IO口TRIG觸發(fā)測距，給最少10us的高電平信號(hào)。

　　（2）模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測是否有信號(hào)返回；

　　（3）有信號(hào)返回，通過IO口ECHO輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測試距離=（高電平時(shí)間*聲速（340M/S））/2

　　下面說說這個(gè)超聲波的缺陷了，由于該超聲波測距本身的缺陷以及該模塊也是市面上比較便宜的模塊，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)往往達(dá)不到要求，特別是小車在運(yùn)行時(shí)整個(gè)車子是在震動(dòng)的，對(duì)距離測試十分不利。

　　當(dāng)車子在跑動(dòng)時(shí)測出來的距離變動(dòng)幅度會(huì)較大，如果加上舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，想實(shí)時(shí)測到距離是更不可能的了。目前超聲波測量周期建議是100ms，在100ms的時(shí)間里，超聲波在車上的變動(dòng)還是比較大的，所以在測量距離的時(shí)候，盡量讓車子停下來，而且舵機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　另外還有一個(gè)大問題，就是前面的障礙物與超聲波不是正對(duì)著，而是呈一個(gè)較大的角度時(shí)，測出來的距離也是不準(zhǔn)的。這種現(xiàn)象體現(xiàn)在當(dāng)小車與墻斜著跑過去時(shí)會(huì)直接撞上去，顯然是完全沒檢測到墻面。根據(jù)示波器查看結(jié)果，當(dāng)相對(duì)正對(duì)超聲波傾斜角度小于約30°時(shí)，還是可以測出來的，當(dāng)變得更大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)回響電平突然變得很長的情況，這種時(shí)候也會(huì)有測量比較接近實(shí)際的時(shí)候，所以在這里需要做濾波處理。回響信號(hào)要么是接近實(shí)際，要么是很長，這樣的情況是很好判斷的。

　　下面是我基于51單片機(jī)平臺(tái)做的超聲波讀取的方法，暫沒考慮單片機(jī)性能浪費(fèi)的問題，用到了while等待。觸發(fā)信號(hào)輸出以及回響信號(hào)計(jì)數(shù)采用了定時(shí)器T2