基于Arduino UNO模拟倒车雷达功能

本文主要是介绍基于Arduino UNO模拟倒车雷达功能，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

概述

1 硬件架构

1.1 整体硬件结构

1.1.1 主要模块介绍

1.1.2 硬件连接图

1.2 认识HC-SR04

1.2.1 HC-SR04特性

1.2.2 HC-SR04操作时序

1.2.3 计算距离

1.3 蜂鸣器模块

2 软件设计

2.1 功能分析

2.2 代码实现

3 测试

4 验证

4.1 超声波测距波形验证

4.2 报警信号波形

概述

本文主要介绍应用Arduino UNO主控板，模拟一个倒车雷达系统，使用HC-SR04实现测距功能，还详细介绍了HC-SR04的测距原理，以及实际距离的计算方法。其实现功能如下：当离障碍物的距离有一定的风险时，蜂鸣器会开始报警。风险距离越近，报警声频率越高。

1 硬件架构

1.1 整体硬件结构

1.1.1 主要模块介绍

Arduino UNO： 主控板，用于控制HC-SR04模块，以获取距离数据

蜂鸣器模块：根据不同的距离，触发不同的报警声音

HC-SR04: 超声波测距模块，用于获取和障碍物之间的距离

1.1.2 硬件连接图

整体连接结构图如下：

模块引脚与Arduino UNO主板之间关系：

模块引脚	Arduino UNO 引脚	注释
SR-04 TRIG	PIN-7	测距触发信号
SR-04 ECHO	PIN-6	测距信息
Beep - IO	PIN-3	低电平触发

1.2 认识HC-SR04

1.2.1 HC-SR04特性

1.2.2 HC-SR04操作时序

工作原理：

Step -1: TRIG IO 收到10us 高电平

step - 2: SR04自动发送8个40hz方波，并检测是否有信号返回

step - 3：SR04检测到返回信号，ECHO IO发送高电平，高电平持续时间为SR04发送波信号到返回波信号的时间。

具体工作波形图如下：

1.2.3 计算距离

以厘米为单位计算公式：

距离 = us/58(单位： cm), us为ECHO IO接收的高电平的持续时间，时间单位为: 微妙

以英寸为单位计算公式：

距离 = us/148(单位：英寸), us为ECHO IO接收的高电平的持续时间，时间单位为: 微妙

1.3 蜂鸣器模块

该模块主要用来发出报警声音，其工作参数如下：
工作电压： 3~5V

触发电平：低电平会发出声音

2 软件设计

2.1 功能分析

倒车雷达功能描述：

1）当障碍物和车之间的距离为安全距离时，不发出报警信息

2）当障碍物和车之间的距离为有一定的风险时，发出间歇式报警

3）当障碍物和车之间的距离为风险距离时，发出急促式报警

2.2 代码实现

软件主要实现功能如下：

1）控制超声波测距模块，得到实际数据

2）逻辑计算报警距离

3）控制beep的触发信号

详细代码如下：

/*
Copyright  2024-2029. All rights reserved.
文件名     : SR_04_PRO
作者       : tangmingfei2013@126.com
版本       : V1.0
描述       : 使用超声波测距模块和蜂鸣器模拟倒车雷达功能
其他       : 无
日志       : 初版V1.0 2024/2/15  
*/
const int Trig = 7;               // 设定SR04连接的Arduino引脚
const int Echo = 6; 
const int Beep = 3; double distance,time ; 
void setup() 
{   Serial.begin(115200);          // 初始化串口通信及连接SR04的引脚pinMode(Trig, OUTPUT); pinMode(Echo, INPUT);          //要检测引脚上输入的脉冲宽度，需要先设置为输入状态Serial.println("The distance is :");pinMode(Beep, OUTPUT); analogWrite(Beep, 50);       
} 
void loop() 
{ digitalWrite(Trig, LOW);                                 delayMicroseconds(2);                                   digitalWrite(Trig, HIGH);                               delayMicroseconds(10);        //产生一个10us的高脉冲去触发SR04digitalWrite(Trig, LOW);                                time = pulseIn(Echo, HIGH);   // 检测脉冲宽度，注意返回值是微秒usdistance = time /58 ;         //计算出距离,输出的距离的单位是厘米cmSerial.print(distance);       //打印得到的距离值Serial.println("cm"); if( distance > 120 ){analogWrite(Beep, 0);      }else if( distance >  20  && distance < 120){analogWrite(Beep, 50);    }else{analogWrite(Beep, 150);   }delay(1000); 
}