HC-SR04超声波模块的调试经验和程序分享

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上传日期: 2019-07-31

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标签:智能小车(401)超声波(908)接收器(801)

  这段时间要用超声波做一个演示实验,就是使用超声波和舵机结合,做一个自动壁障演示实验。就是将超声波接到舵机上,通过转动舵机来获取各个方向到小车的距离,从而控制小车运动,避开障碍物,并寻找最佳路径。整个小车基于航太电子提供的51智能小车,如下图:

  车前面的超声波模块就是固定在下面的舵机上面的,实际实验时需要将显示屏取下,否则会档到舵机。

  下面简单说下超声波模块:

  HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能,测距精度可达3mm;模块包括超声波发射器、接收器与控制电路,检测角度为30°。

  另外还有超声波的控制方式:

  (1)采用IO口TRIG触发测距,给最少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口ECHO输出一个高电平,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

  下面说说这个超声波的缺陷了,由于该超声波测距本身的缺陷以及该模块也是市面上比较便宜的模块,在实际运行时往往达不到要求,特别是小车在运行时整个车子是在震动的,对距离测试十分不利。

  当车子在跑动时测出来的距离变动幅度会较大,如果加上舵机的转动,想实时测到距离是更不可能的了。目前超声波测量周期建议是100ms,在100ms的时间里,超声波在车上的变动还是比较大的,所以在测量距离的时候,尽量让车子停下来,而且舵机停止转动。

  另外还有一个大问题,就是前面的障碍物与超声波不是正对着,而是呈一个较大的角度时,测出来的距离也是不准的。这种现象体现在当小车与墙斜着跑过去时会直接撞上去,显然是完全没检测到墙面。根据示波器查看结果,当相对正对超声波倾斜角度小于约30°时,还是可以测出来的,当变得更大时,就会出现回响电平突然变得很长的情况,这种时候也会有测量比较接近实际的时候,所以在这里需要做滤波处理。回响信号要么是接近实际,要么是很长,这样的情况是很好判断的。

  下面是我基于51单片机平台做的超声波读取的方法,暂没考虑单片机性能浪费的问题,用到了while等待。触发信号输出以及回响信号计数采用了定时器T2

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