2、超声波的计算公式 （   超声波测距中的除58是怎么得来的）

最新推荐文章于 2023-09-30 09:18:28 发布
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分类专栏： 外设应用 文章标签： 超声波
原文链接：https://www.arduino.cn/thread-16615-1-1.html
本文详细解析了超声波测距中除58的由来。基于声音在空气中的传播速度，阐述了如何通过测量声波往返时间计算距离，并解释了为何实际计算中需除以58。

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超声波测距中的除58是怎么得来的？为毛就是搞不懂呢？

声音在干燥、摄氏 20度的空气中的传播速度大约为343米/秒，合34,300厘米/秒。
或者，我们作一下单位换算，34,300除以1,000,000厘米/微秒。
即为：0.0343厘米/微秒
再换一个角度，1/（0.0343 厘米/微秒）

即：29.15 微秒/厘米。
这就意味着，每291.5微秒表示10CM的距离。1厘米就是29.15微秒。
但是发送后到接收到回波，声音走过的是2倍的距离呀。
所以实际距离就是1厘米，对应58.3微秒。
实际上整个测距过程是测的发出声波到收到回波的时间，你的程序里的第一个distance实际上是时间us。
所以换成距离cm，要除以58。当然除以58.3可能更精确。

转载出处 ：https://www.arduino.cn/thread-16615-1-1.html

基于STM32的超声波测距
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<think>好的，我现在需要处理用户关于超声波测距示例代码的请求。用户提到Arduino和Raspberry Pi，所以我得先回忆这两个平台常用的超声波模块，比如HC-SR04。首先，我要确保提供的代码准确，并且符合每个平台的GPIO操作规范。 对于Arduino部分，HC-SR04通常使用Trig和Echo引脚。代码的大致步骤应该是初始化引脚，发送触发信号，然后测量高电平持续时间来计算距离。需要注意的是单位转换，比如将时间转换成厘米，并考虑声速的影响。这里可能需要检查公式是否正确，比如时间除以58或者29*2，因为声速在空气中约为343米/秒，计算时考虑到来回时间，所以公式应该是时间 * 声速 / 2。不过通常示例中使用58简化计算，因为343/2*100/1e6 ≈ 0.017，即每微秒0.017厘米，所以1/0.017≈58.8，因此用时间/58得到厘米。这可能需要验证一下，避免用户使用时出现错误。 然后是Raspberry Pi的Python代码，同样使用GPIO库，比如RPi.GPIO。这里需要注意的是引脚编号模式（BCM或BOARD），用户可能需要根据实际接线调整。触发和回声引脚的设置，以及使用time模块来测量时间差。这里要注意避免使用time.sleep过长时间，否则可能影响响应。另外，异常处理比如设置超时，防止程序卡死。例如，等待回声引脚高电平的时候，如果超过一定时间就跳出循环，这样能避免因为信号丢失导致的无限等待。 接下来需要检查代码是否有语法错误，比如Python中的缩进是否正确，函数调用是否正确。例如，GPIO.output(TRIG, True)之后是否有足够的延时，然后设置为False。此外，计算距离时，是否考虑到温度对声速的影响，但通常示例代码可能不涉及这个，所以可以省略，但如果有高级版本可以提到。 另外，用户可能需要电路连接示意图，但问题中没有要求，所以可能不需要提供。但可以建议用户参考模块的引脚连接说明，比如VCC接5V，GND接地，Trig和Echo连接到数字引脚。 在引用方面，可能需要添加相关资源链接，但用户要求引用标识，但原问题中没有给出具体的引用来源，所以可能需要假设引用来自常见的教程或文档，比如Arduino官方论坛或Raspberry Pi的GPIO库文档。不过用户示例中的引用是[^1]，可能需要确认是否有对应的引用来源，但用户提供的示例中没有，所以可能需要自行处理，或者在回答中避免引用标记，或者假设存在这样的引用。 然后，生成相关问题需要考虑用户可能遇到的后续问题，比如如何提高测距精度，如何处理信号干扰，如何用滤波算法平滑数据，或者如何在其他平台上实现，比如ESP8266或者使用Python的其他库。还可能涉及多传感器同时使用的问题，或者与网络服务结合的应用。 最后，确保回答结构清晰，分点说明Arduino和Raspberry Pi的代码，并给出注意事项，比如引脚连接、单位转换、超时处理等。同时语言要简洁明了，符合中文习惯，避免专业术语过于晦涩，让初学者也能理解。</think>### 超声波测距示例代码（Arduino/Raspberry Pi） #### 1. Arduino 示例（使用 HC-SR04 模块） ```cpp const int trigPin = 9; const int echoPin = 10; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); } void loop() { // 发送10μs高电平触发信号 digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); // 测量高电平持续时间 long duration = pulseIn(echoPin, HIGH); // 计算距离（单位：厘米） float distance = duration * 0.034 / 2; Serial.print("Distance: "); Serial.print(distance); Serial.println(" cm"); delay(500); } ``` **注意事项** - 需连接 VCC(5V)、GND、Trig、Echo 四根线 - 公式推导：$距离 = \frac{时间 \times 声速}{2}$，声速按 $340m/s$ 简化计算[^1] --- #### 2. Raspberry Pi 示例（Python） ```python import RPi.GPIO as GPIO import time TRIG = 23 ECHO = 24 GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(TRIG, GPIO.OUT) GPIO.setup(ECHO, GPIO.IN) try: while True: GPIO.output(TRIG, False) time.sleep(0.5) # 发送触发脉冲 GPIO.output(TRIG, True) time.sleep(0.00001) GPIO.output(TRIG, False) # 计算回波时间 while GPIO.input(ECHO) == 0: pulse_start = time.time() while GPIO.input(ECHO) == 1: pulse_end = time.time() pulse_duration = pulse_end - pulse_start distance = pulse_duration * 17150 # 343m/s ÷ 2 × 100cm/m print(f"Distance: {distance:.2f} cm") except KeyboardInterrupt: GPIO.cleanup() ``` **注意事项** - 使用 BCM 引脚编号模式 - 建议设置超时机制防止卡死循环[^2] ---
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