【摘要】 當前采用的這種超聲波測距模塊在各大高校實驗室、畢設、課設里用的很多，原理很簡單，通過聲波測距，發出的聲音碰到障礙物會反彈，聲音在空氣里傳播的速度是已知的，根據時間就能計算出測量的距離。這款超聲波模塊內部自帶了時間計算電路，型號是HC-SR04 ，它可提供 2cm-400cm 的非接觸式距離感測功能，距精度可達高到 3mm； 整個模塊包括了超聲波發射器、 接收器與控制電路。

1. 介紹

當前采用的這種超聲波測距模塊在各大高校實驗室、畢設、課設里用的很多，原理很簡單，通過聲波測距，發出的聲音碰到障礙物會反彈，聲音在空氣里傳播的速度是已知的，根據時間就能計算出測量的距離。這款超聲波模塊內部自帶了時間計算電路，型號是HC-SR04 ，它可提供 2cm-400cm 的非接觸式距離感測功能，距精度可達高到 3mm； 整個模塊包括了超聲波發射器、 接收器與控制電路。

基本工作原理：
(1) 采用 IO 口 TRIG 觸發測距， 給至少 10us 的高電平信號;
(2) 模塊自動發送 8 個 40khz 的方波， 自動檢測是否有信號返回；
(3) 有信號返回， 通過 IO 口 ECHO 輸出一個高電平， 高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間。

測量距離的公式：

uS/58=厘米或者 uS/148=英寸； 
或是： 距離=高電平時間*聲速(340M/S)/2；
建議測量周期為 60ms 以上， 以防止發射信號對回響信號的影響。

下面是超聲波模塊與開發板的連線方式:

2. 示例代碼

下面是超聲波測距模塊的驅動代碼，將超聲波模塊的輸出腳接在開發板支持中斷的IO口上，配置為上升沿觸發，當超聲波輸出腳檢測到高電平就進去中斷服務函數，在中斷服務函數里調度工作隊列，最終在工作函數里完成高電平的時間長度獲取，計算測量的距離，直接在驅動代碼里打印出來。

下面是測量的結果:

2.1 驅動代碼

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

static struct timer_list timer;
static struct work_struct work;
static int irq;
#define TRIG EXYNOS4_GPB(7)      //輸出觸發信號   第8個IO口
#define ECHO EXYNOS4_GPX1(0)    //ECHO 回響信號輸出--中斷   第9個IO口
/*獲取高電平持續時間--us單位*/
static u32 GetTimeH(void)
{
	ktime_t my_time,my_time2;
	unsigned int i,j;
	my_time=ktime_get(); //獲取當前時間
	i=ktime_to_us(my_time); //轉 us
	while(gpio_get_value(ECHO)){}
	my_time2=ktime_get(); //獲取當前時間
	j=ktime_to_us(my_time2); //轉 us
	return j-i;
}

/*
工作函數
*/
static void csb_work_func(struct work_struct *work)
{
	u32 time=GetTimeH();
	printk("厘米:%d cm\n",time/58);
}

/*外部中斷服務函數*/
irqreturn_t csb_irq_handler_func(int irq, void *dev)
{
	/*添加工作到工作隊列*/
	schedule_work(&work);
	return IRQ_HANDLED;
}

/*內核定時器中斷服務函數*/
static void timer_function(unsigned long data)
{
	static u8 i=0;
	mod_timer(&timer,msecs_to_jiffies(1000)+jiffies);
	i=!i;
	if(i)
	{
		gpio_set_value(TRIG,1);
	}
	else
	{
		gpio_set_value(TRIG,0);
	}
}

static int __init tiny4412_linux_csb_init(void)
{
	/*請求GPIO口使用權*/
	gpio_request(TRIG,"CSB");
    /*配置GPIO引腳*/
	s3c_gpio_cfgpin(TRIG,S3C_GPIO_OUTPUT);
	/*GPIO默認輸出值*/
	gpio_set_value(TRIG,0);

	/*初始化工作函數*/
	INIT_WORK(&work,csb_work_func);
	/*1. 獲取中斷號*/
	irq=gpio_to_irq(ECHO);
	/*2. 注冊中斷*/
	request_irq(irq,csb_irq_handler_func,IRQF_TRIGGER_RISING,"tiny4412_csb",NULL);
	
	timer.expires=HZ+jiffies; /*單位是節拍*/
	timer.function=timer_function;
	timer.data=666;
	/*1. 初始化定時器*/
	init_timer(&timer);
	/*2. 添加定時器到內核*/
	add_timer(&timer);
    printk("驅動測試: 驅動安裝成功\n");
    return 0;
}

static void __exit tiny4412_linux_csb_cleanup(void)
{
	/*3. 刪除定時器*/
	del_timer_sync(&timer);
	free_irq(irq,NULL);
    printk("驅動測試: 驅動卸載成功\n");
}

module_init(tiny4412_linux_csb_init);    /*驅動入口--安裝驅動的時候執行*/
module_exit(tiny4412_linux_csb_cleanup); /*驅動出口--卸載驅動的時候執行*/

MODULE_LICENSE("GPL");  /*設置模塊的許可證--GPL*/

2.2 Makefile

KER_DRI=/home/wbyq/work/linux-3.5/linux-3.5
all:
	make -C $(KER_DRI) M=`pwd` modules
	cp *.ko /home/wbyq/work/rootfs/code -f
	make -C $(KER_DRI) M=`pwd` modules clean
obj-m += linux_csb.o