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外观

SR04超声波测距传感器 ​

模块来源 ​

采购链接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c-s.w4002-19589090137.10.33c336b4KtAN1t&id=608943401463
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1sSah9PvLBrmbA7So-6YcSw
资料提取码：qq35

规格参数 ​

工作电压：3-5.5V
工作电流：5.3MA
感应角度：小于15度
探测距离：2CM-600CM
探测精度：0.1CM+1%
输出方式: GPIO
管脚数量：4 Pin

原理解析 ​

只需要在 Trig 管脚（触发信号）输入一个 10US 以上的高电平，系统便可发出 8 个 40KHZ 的超声波脉冲，然后检测回波信号。当检测到回波信号后，通过 Echo 管脚输出。根据 Echo 管脚输出高电平的持续时间可以计算距离值。即距离值为：(高电平时间*340m/s)/2。
当测量距离超过 HC-SR04 的测量范围时，仍会通过 Echo管脚输出高电平的信号，高电平的宽度约为 66ms。如图 6 所示：

测量周期：当接收到 HC-SR04 通过 Echo 管脚输出的高电平脉冲后，便可进行下一次测量，所以测量周期取决于测量距离，当距离被测物体很近时，Echo 返回的脉冲宽度较窄，测量周期 就很短；当距离被测物体比较远时，Echo 返回的脉冲宽度较宽，测量周期也就相应的变长。最坏情况下，被测物体超出超声波模块的测量范围，此时 返回的脉冲宽度最长，约为 66ms，所以最坏情况下的测量周期稍大于 66ms 即可（取 70ms 足够）。

移植过程 ​

引脚选择 ​

移植至工程 ​

我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码，按照以下步骤，即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学，这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11.c 和 bsp_dht11.h 换成 bsp_ultrasonic.c 和 bsp_ultrasonic.h，文件夹名字改为SR04。

代码写入 ​

在 bsp_ultrasonic.c 文件中写入：

c
#include "bsp_ultrasonic.h"

//定时器句柄
esp_timer_handle_t  ceju = 0;

static bool timer_initialized = false;

int64_t star = 0;
int64_t endTime = 0;

float distance = 0;

void delay_ms(unsigned int ms)
{
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
void delay_us(unsigned int us)
{
    ets_delay_us(us);
}

//定时器回调函数，作为超时处理
void timer_once(void *arg)
{
   int64_t tick=esp_timer_get_time();
   esp_timer_delete(ceju);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：bsp_ultrasonic
 * 函 数 说 明：超声波初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：TRIG引脚负责发送超声波脉冲串
******************************************************************/
void Ultrasonic_Init(void)
{

    gpio_config_t trig_config = {
            .pin_bit_mask = (1ULL<<SR04_TRIG),        //配置引脚
            .mode =GPIO_MODE_OUTPUT,
            .pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
            .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,    //不使能下拉
            .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE            //不使能引脚中断
    };
    gpio_config(&trig_config);

    gpio_config_t echo_config = {
            .pin_bit_mask = (1ULL<<SR04_ECHO),        //配置引脚
            .mode =GPIO_MODE_INPUT,
            .pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
            .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,    //不使能下拉
            .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE            //不使能引脚中断
    };
    gpio_config(&echo_config);


}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Hcsr04GetLength
 * 函 数 说 明：获取测量距离
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：测量距离
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
float Hcsr04GetLength(void)
{
        /*测5次数据计算一次平均值*/
        float length = 0;
        float t = 0;
        float sum = 0;
        unsigned int  i = 5;

        esp_timer_create_args_t once_test={ //定时器结构体初始化
        .callback= &timer_once,
        .arg=NULL,
        .name="HC_SR04Timer"
        };

        if (!timer_initialized)
        {
            esp_timer_init(); // 初始化定时器
            timer_initialized = true;
        }
       esp_timer_create(&once_test,&ceju); //创建定时器


        while(i--)
        {
            gpio_set_level(SR04_TRIG, 1);//trig拉高信号，发出高电平

            delay_us(20);//持续时间超过10us
            gpio_set_level(SR04_TRIG, 0);//trig拉低信号，发出低电平
            /*Echo发出信号 等待回响信号*/
            /*输入方波后，模块会自动发射8个40KHz的声波，与此同时回波引脚（echo）端的电平会由0变为1；
            （此时应该启动定时器计时）；当超声波返回被模块接收到时，回波引 脚端的电平会由1变为0；
            （此时应该停止定时器计数），定时器记下的这个时间即为
                    超声波由发射到返回的总时长；*/

            while(gpio_get_level(SR04_ECHO) == 0);//echo等待回响

            //Echo低电平结束后，定时器开始一个单个周期工作，到达1740us就回调函数
            esp_timer_start_once(ceju,1740);
            delay_us(1);



            //获取当前时间    记录当前时间star为Echo引脚变高的开始时间
            star = esp_timer_get_time();
            while(gpio_get_level(SR04_ECHO)==1)
            {
                endTime = esp_timer_get_time(); //记录Echo引脚变为低电平的结束时间
                //注意，一定要把结束时间的代码放到循环里面，如果放到循环外面可能不能正常测距
            }
            //计算Echo引脚高电平持续的时间
            endTime = endTime-star;
            //计算距离，时间单位为us
            float cm=((float)endTime/58.0);

            sum += cm;
        }
        distance = sum / 5;//五次平均值
        return distance;
}

在 bsp_ultrasonic.h文件中写入：

c
#ifndef _BSP_ULTRASONIC_H_
#define _BSP_ULTRASONIC_H_

#include "driver/gptimer.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gptimer.h"
#include "esp_timer.h"

#define SR04_TRIG   1
#define SR04_ECHO   2

void delay_us(unsigned int us);
void delay_ms(unsigned int ms);
void timer_once(void *arg); //回调函数
void Ultrasonic_Init(void);//超声波初始化
float Hcsr04GetLength(void );//获取超声波测距的距离

#endif

移植验证 ​

在main.c中输入代码如下

c
#include <stdio.h>
#include "bsp_ultrasonic.h"

void app_main(void)
{

    Ultrasonic_Init();
    printf("SR04 Start....\r\n");

    while(1)
    {
        printf("distance: %0.2f\n",Hcsr04GetLength());
        delay_ms(1000);
    }
}

上电效果（距离20cm放置障碍物）：

驱动代码：

文件下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->模块移植资料下载 里面的该章节压缩包中。

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