Difference between revisions of "Matrix - Ultrasonic Ranger/zh"

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==介绍==
 
==介绍==
 
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*超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
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* 模块Matrix-Ultrasonic_Ranger用于超声波测距。
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*超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。主要可以用于测量距离、温度测量、高亮度测量。
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* 利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应，主要可以用于测量距离。
  
 
==特性==
 
==特性==
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==工作原理==
 
==工作原理==
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*经发射器发射出长约6mm，频率为40KHZ的超声波信号。此信号被物体反射回来由接收头接收，接收头实质上是一种压电效应的换能器。它接收到信号后产生mV级的微弱电压信号。
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* 经发射器发射出长约6mm，频率为40KHZ的超声波信号。此信号被物体反射回来由接收头接收，接收头实质上是一种压电效应的换能器。它接收到信号后产生mV级的微弱电压信号。
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*初始化时将trig和echo端口都置低，首先向给 trig 发送至少10 us的高电平脉冲（模块自动向外发送8个40K的方波），然后等待，捕捉 echo 端输出上升沿，捕捉到上升沿的同时，打开定时器开始计时，再次等待捕捉echo的下降沿，当捕捉到下降沿，读出计时器的时间，这就是超声波在空气中运行的时间，按照  测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2  就可以算出超声波到障碍物的距离。
+
* cpu向模块Matrix-Ultrasonic_Ranger发送一个高定平信号使其开始测距，模块测距完毕后会回复一个表示时间值的高电平，该高定平的时间长度就是超声波在空气中运行的时间。按照测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2就可以算出超声波到障碍物的距离。
 
[[File:Ultrasonic Ranger.png|thumb|matrix Ultrasonic Ranger]]
 
[[File:Ultrasonic Ranger.png|thumb|matrix Ultrasonic Ranger]]
  
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==使用方法==
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==硬件连接==
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===连接===
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===连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air===
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::GND针脚:    接地
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NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。<br>
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::VCC:  接5V
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::S: GPIO PIN1
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*连接到NanoPi
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[[File:ur&NanoPi.png|frameless|400px|NanoPi+ur]]
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*连接到TINY4412 SDK 1506
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[[File:ur&tiny4412.png|frameless|400px|tiny4412+ur]]
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===Linux下的C示例===
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参考下图连接模块：<br>
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<syntaxhighlight lang="c">
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[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO]]
−
#include <stdio.h>
+
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#include <unistd.h>
+
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#include "libfahw.h"
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连接说明：
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{| class="wikitable"
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|-
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|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi NEO
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|-
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|S    || Pin7
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|V    || Pin4
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|-
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|G    || Pin6
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|}
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===连接NanoPi M1===
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参考下图连接模块：<br>
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[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1]]
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连接说明：
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{| class="wikitable"
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|-
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|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M1
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|-
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|S    || Pin7
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|-
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|V    || Pin4
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|G    || Pin6
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|}
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===连接NanoPi 2===
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参考下图连接模块：<br>
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[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2]]
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连接说明：
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{| class="wikitable"
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|-
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|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi 2
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|-
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|S    || Pin7
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|-
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|V    || Pin4
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|G    || Pin6
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===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
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NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。<br>
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参考下图连接模块：<br>
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[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2]]
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连接说明：
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{| class="wikitable"
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|-
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|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M2
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|-
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|S    || Pin7
 +
|-
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|V    || Pin4
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|-
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|G    || Pin6
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|}
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===连接NanoPi M3===
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参考下图连接模块：<br>
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[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3]]
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连接说明：
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{| class="wikitable"
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|-
 +
|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPi M3
 +
|-
 +
|S    || Pin7
 +
|-
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|V    || Pin4
 +
|-
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|G    || Pin6
 +
|}
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===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
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由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：<br>
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[[File:Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2]]
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连接说明：
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{| class="wikitable"
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|-
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|Matrix-Ultrasonic_Ranger || NanoPC-T2
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|-
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|S    || Pin15
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|-
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|V    || Pin29
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|-
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|G    || Pin30
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|}
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==编译运行测试程序==
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启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ apt-get update && apt-get install git
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$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
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</syntaxhighlight>
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克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。
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编译并安装Matrix：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ cd matrix
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$ make && make install
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</syntaxhighlight>
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运行测试程序：
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<syntaxhighlight lang="bash">
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$ matrix-ultrasonic_ranger
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</syntaxhighlight>
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注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。<br>
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运行效果如下：<br>
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<syntaxhighlight lang="bash">
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The distance is  24 cm
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</syntaxhighlight>
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将超模波模块的正面对准待测距物体，测距完毕后程序会打印距离值。
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==代码说明==
 +
所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-ultrasonic_ranger，内容如下:
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<syntaxhighlight lang="c">
 
int main(int argc, char ** argv)
 
int main(int argc, char ** argv)
 
{
 
{
 
     int distance = -1;
 
     int distance = -1;
 +
    int pin = GPIO_PIN(7);
 +
    int board;
  
−
     int echoPin = TINY4412_GPIO_PIN1;
+
     if ((board = boardInit()) < 0) {
−
     int triggerPin = TINY4412_GPIO_PIN2;
+
        printf("Fail to init board\n");
−
 
+
        return -1;
−
     if (Hcsr04Init(echoPin, triggerPin) == -1) {
+
     }
 +
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
 +
        pin = GPIO_PIN(15);
 +
   
 +
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
 +
     if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
 
         printf("Fail to init hcsr04\n");
 
         printf("Fail to init hcsr04\n");
 +
        goto err;
 
     }
 
     }
−
 
+
     if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
−
     if (Hcsr04Read(&distance)==0 && distance != -1) {
+
         printf("The distance is %3d cm\n", distance);
−
         printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
+
 
     } else {
 
     } else {
 
         printf("Faid to get distance\n");
 
         printf("Faid to get distance\n");
 
     }
 
     }
 
     Hcsr04DeInit();
 
     Hcsr04DeInit();
 +
err:
 +
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 +
   
 
     return 0;
 
     return 0;
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
−
 
+
API说明参考维基：[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
−
===编译并运行示例===
+
−
<syntaxhighlight lang="bash">
+
−
git clone http://github.com/friendlyarm/fa-hardware.git
+
−
cd fa-hardware
+
−
cd demo
+
−
cd matrix-ultrasonic_ranger
+
−
make
+
−
</syntaxhighlight>
+
−
将编译生成的hcsr04通过ftp上传到开发板上运行即可测试。
+
  
 
==相关资料==
 
==相关资料==

Latest revision as of 09:11, 10 November 2016

English

1 介绍

Ultrasonic Ranger01
  • 模块Matrix-Ultrasonic_Ranger用于超声波测距。
  • 利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应，主要可以用于测量距离。

2 特性

  • 5V供电
  • 5cm-300cm，精度1cm
  • 单根gpio操作
  • PCB尺寸（mm）：20x40

超声波PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
S GPIO
V 电源5V
G 地

3 工作原理

  • 经发射器发射出长约6mm，频率为40KHZ的超声波信号。此信号被物体反射回来由接收头接收，接收头实质上是一种压电效应的换能器。它接收到信号后产生mV级的微弱电压信号。
  • cpu向模块Matrix-Ultrasonic_Ranger发送一个高定平信号使其开始测距，模块测距完毕后会回复一个表示时间值的高电平，该高定平的时间长度就是超声波在空气中运行的时间。按照测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2就可以算出超声波到障碍物的距离。
matrix Ultrasonic Ranger

4 硬件连接

4.1 连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air

NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，并且使用同一份代码。

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_NEO

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi NEO
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.2 连接NanoPi M1

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m1

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M1
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.3 连接NanoPi 2

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.4 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的，所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的，这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m2

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.5 连接NanoPi M3

参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_m3

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPi M3
S Pin7
V Pin4
G Pin6

4.6 连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的，所以连接方式是一样的，这里仅以T2为例，参考下图连接模块：
Matrix-Ultrasonic_Ranger_NanoPC-T2

连接说明：

Matrix-Ultrasonic_Ranger NanoPC-T2
S Pin15
V Pin29
G Pin30

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统，进入系统后克隆Matrix代码仓库： 

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix： 

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序： 

$ matrix-ultrasonic_ranger

注意：此模块并不支持热插拔，启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下：

The distance is  24 cm

将超模波模块的正面对准待测距物体，测距完毕后程序会打印距离值。

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码，本模块的测试示例代码为matrix-ultrasonic_ranger，内容如下: 

int main(int argc, char ** argv)
{
    int distance = -1;
    int pin = GPIO_PIN(7);
    int board;
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
    if (board == BOARD_NANOPI_T2)
        pin = GPIO_PIN(15);
 
    system("modprobe "DRIVER_MODULE);
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
        printf("Fail to init hcsr04\n");
        goto err;
    }
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
        printf("The distance is %3d cm\n", distance);
    } else {
        printf("Faid to get distance\n");
    }
    Hcsr04DeInit();
err:
    system("rmmod "DRIVER_MODULE);
 
    return 0;
}

API说明参考维基：Matrix API reference manual

7 相关资料

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