JSN |
您所在的位置：网站首页 › 超声波工作原理图 › JSN |
JSN
|
JSN-SR0T4-2.0 超声波测距模块可提供 20cm-600cm 的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到 2mm，采用工业级一体化超声波探头设计，防水型，性能稳定，兼容市场上所有的 MCU 工作。 作为超声波测距模块，本模块与HC-SR04雷同，二者可相互作为参考。 （JSN-SR04T和HC-SR04似乎是同一家公司的产品，其中，JSN-SR04T的模式一与HC-SR04的基本使用相兼容） 超声波测距模块，原理自然而然就是超声波测距，通过计算超声波在空气中经过的路程来测量距离，具体原理为： 代码思路有两种，一种是通过定时器的输入捕获来计算时间，另一种是通过外部中断结合定时器的开闭来计算时间，个人觉得第二种比较简单，故采用第二种。 具体思路为： 通过MPU不断控制Trig控制端发送触发信号，使得模块处于实时测距状态，定时器和外部中断开启，每当测距模块向外发送高频信号时，将触发Echo引脚的外部中断，外部中断中，通过控制定时器的开闭来测量反应时间，从而通过换算得到距离。 . . . 部分代码 初始化函数简单对GPIO进行初始化 //initialize the pin of jsn-sr04t void JSN_SR04T_Init(void) { //定义GPIO初始化结构体 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; //初始化相应IO口时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE); //初始化GPIO参数 引脚Trig，用于输出一个持续10us的高电平触发信号，触发超声波模块开始发送超声波 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //这里的推挽是针对输出的 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed; //速度是针对输出的 GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct); //初始化GPIO参数 引脚Echo，用于检测超声波的发射/接收状态 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; //这里的上拉是针对输入来说的，下拉先复位，等待高电平 GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct); }. . 触发函数根据模块工作原理进行简单的电平处理 //let jsn-sr04t to let out a signal to begin to detecting void JSN_SR04T_Start(void) { GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_0); //置位 delay_us(10); //持续10us的高电平 GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_0); //复位，实现一次触发超声波测距模块 }. . 外部中断响应函数用于对定时器的控制进而计算反应时间 /*外部中断用于检测触发引脚Echo的状态：*/ /*当模块Trig发出一次触发信号，模块将向外发送高频信号，同时Echo将被拉高;当模块接收到反射回来的高频信号，Echo将被拉低;*/ /*当Echo被拉高进入外部中断函数，不断readBit判断Echo是否被拉低，从而得到TIM4的持续时间*/ u8 exti_i = 0; //用于表示求和次数 float temp = 0; //用于暂存Distance，以便求和 float Distance; //超声波测到的距离 float sum = 0; //用于累加Distance，以便求平均 float Distance_error = 0.717; //超声波测距模块的系统误差 //中断响应函数 void EXTI1_IRQHandler(void) { delay_us(10); //延时消抖 if( EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET ) { TIM_SetCounter(TIM4,0); //重置计时器的值 TIM_Cmd(TIM4,ENABLE); //使能定时器开始计数 while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_1)); //定时器计数的同时，死循环等待低电平，即接收到反射超声波 TIM_Cmd(TIM4,DISABLE); //失能定时器，定格计数值 //先换算成时间单位秒，然后乘以声速344得到路程，再除以2得到距离，最后转换成cm单位 //Distance = TIM_GetCounter(TIM4) * 0.0001f * (344.0f+5.0f*0.607f) * 0.5f + Distance_error; //频率1Mhz，计数一次为0.001ms，TIM_GetCounter(TIM4)*(10^-6)*344m/s*0.5*10^2 //通常所指的常温是指20℃时的气温（344m/s），气温每升高1℃，声速就增加0.607m/s //实际拿来计算的值为:得到的值再加上系统误差Distance_error temp = TIM_GetCounter(TIM4) * 0.0001f * (344.0f+5.0f*0.607f) * 0.5f + Distance_error; //频率1Mhz，计数一次为0.001ms，TIM_GetCounter(TIM4)*(10^-6)*344m/s*0.5*10^2 //这里之所以乘的是0.0001是因为单位换算m换成cm sum += temp; exti_i++; if(exti_i==10)//求和10次之后求平均 { Distance = sum / 10.0f; exti_i = 0; sum = 0; } EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); //清除LINE0上的中断标志位 } }. . 这样，main函数里只要反复触发反复向串口打印测得数据即可： 使用这个模块，一个原因是因为其一体化防水设计，将主控板和收发器件分离，使得模块能够在潮湿甚至多水的环境下正常工作。 另外，HC-SR04测距范围为2cm-400cm，较适用于短距离的测距； 而JSN-SR04T的测量范围为20cm-600cm，能够满足大空间的距离测量； 但是，本模块的测量角度高达75°，测距时容易受周边环境的影响； 而 HC-SR04的测量角度为15°，受周边环境的影响较小； 如果要对管道内物体的距离进行测量，则要求模块的测量角度越小越好，否则容易影响模块的正常使用。 |
对模块的Trig引脚发送一个持续时间不小于10us的高电平脉冲作为触发信号，当模块接收到触发信号后，模块内部向外界发出8个40kHz的超声波脉冲，同时Echo引脚由0置1。当超声波脉冲遇到被测障碍物并反射回测距模块时，Echo引脚电平由1置0，一次测距结束。通过计算Echo引脚高电平持续时间即可求得超声波传输时间，进而求解出所测距离。 . . .
【本文地址】