超声波模块HC-SR04原理

超声波模块HC-SR04是一种测距模块，采用超声波传感器来测量物体与模块之间的距离。它由超声波发射器和接收器组成，通过发射一定频率的超声波脉冲，并接收反射回来的超声波信号，通过计算发射与接收的时间差，进而得到物体到模块的距离。

超声波模块HC-SR04的工作原理

1. 发送超声波脉冲: 通过向Trig引脚输入至少10微秒的高电平脉冲来触发模块发射超声波脉冲。

2. 接收超声波信号: 接收器开始接收超声波信号，并将其转换为电信号，通过Echo引脚输出。

3. 计算时间差: 树莓派检测Echo引脚的电平变化，计算发射与接收的时间差，根据声速和时间差计算出物体与模块之间的距离。

树莓派编程与超声波模块HC-SR04的配合

1. 引入GPIO库: 在树莓派上使用Python编程时，需要引入GPIO库来控制针脚的输入输出。

import RPi.GPIO as GPIO

2. 设置引脚模式: 将数字引脚转换为Broadcom SOC通用编号(BCM)。

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

3. 设置IO口状态: 将Trig引脚设置为输出状态，Echo引脚设置为输入状态。

GPIO.setup(Trig, GPIO.OUT)
GPIO.setup(Echo, GPIO.IN)

4. 发送超声波脉冲: 向Trig引脚输出高电平脉冲，然后等待至少10微秒。

GPIO.output(Trig, GPIO.HIGH)
time.sleep(0.00001)
GPIO.output(Trig, GPIO.LOW)

5. 接收超声波信号: 使用GPIO.wait_for_edge()函数来检测Echo引脚的电平变化，并记录下时间戳。

GPIO.wait_for_edge(Echo, GPIO.RISING)
start_time = time.time()
GPIO.wait_for_edge(Echo, GPIO.FALLING)
end_time = time.time()

6. 计算时间差与距离: 根据时间差和声速(约为343m/s)计算出物体到HC-SR04模块的距离。

time_elapsed = end_time - start_time
distance = (time_elapsed * 34300) / 2