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

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==工作原理==
 
==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。
 
* 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发送一个高电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,该高电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。
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* 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]]
 
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Matrix配件相关的代码是完全开源的,统一由一个仓库进行管理:git://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
 
Matrix配件相关的代码是完全开源的,统一由一个仓库进行管理:git://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
 
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
 
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
* nanopi 2分支包含了Matrix对NanoPi 2的支持;
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* nanopi分支用于支持NanoPi;
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在主机PC上安装git,以Ubuntu14.04为例
 
在主机PC上安装git,以Ubuntu14.04为例
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克隆完成后会得到一个matrix目录,里面存放着所有Matrix配件的代码。
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==与NanoPi 2连接使用==
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在NanoPi 2上运行Debian系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器,参考wiki: [[NanoPi_2/zh|NanoPi_2]] & [[How_to_build_the_Compiling_Environment/zh|How to Build the Compiling Environment]]。<br>
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注意: 只有使用s5p4418-nanopi2-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。<br>
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下载NanoPi 2内核源代码并编译:<br>
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$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git
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编译好后的uImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下,把该uImage替换掉SD卡boot分区上的uImage即可。<br>
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===硬件连接===
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参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi 2:<br>
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===编译测试程序===
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进入Matrix代码仓库,切换到nanopi2分支
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编译Matrix配件代码
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$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
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注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc.4.8.5。<br>
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编译成功后库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/usr/bin目录下,模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。<br>
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===运行测试程序===
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将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
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假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。<br>
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$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
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将SD卡重新插入NanoPi 2,上电启动,在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
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$ matrix-ultrasonic_ranger
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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。
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===代码展示===
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int main(int argc, char ** argv)
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    int distance = -1;
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    int pin = GPIO_PIN1;
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    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
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        printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
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        printf("Faid to get distance\n");
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    Hcsr04DeInit();
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==与NanoPi连接使用==
 
==与NanoPi连接使用==
 
===准备工作===
 
===准备工作===
在NanoPi上运行Debian系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器(NanoPi使用的是编译器是4.4.3版本的,可单独参考How to build the Compiling Environment
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在NanoPi上运行Debian系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器,参考wiki: [[NanoPi/zh|NanoPi]] & [[How_to_build_the_Compiling_Environment/zh|How to Build the Compiling Environment]]<br>
[http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/How_to_build_the_Compiling_Environment/zh])。也可参考wiki:[[NanoPi/zh|NanoPi]] <br>
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注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。<br>
注意:如果使用matrix配件,必须使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核。<br>
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下载NanoPi内核源代码并编译: <br>
下载NanoPi内核源代码并编译,编译后的内核zImage存放在arch/arm/boot/下,把该内核替换成NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage,重新制作microSD卡:
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$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
 
$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
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$ make
 
$ make
 
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编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下,把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage,重新制作SD卡即可。
  
 
===硬件连接===
 
===硬件连接===
参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi <br>
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参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi:<br>
[[File:ur&NanoPi.png|frameless|400px|NanoPi+ur]]
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连接说明:
 
连接说明:
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|S  || Pin7
 
|S  || Pin7
 
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|G  || Pin6
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===运行测试程序===
 
===运行测试程序===
拷贝库文件和测试程序到NanoPi的文件系统上
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将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
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假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。<br>
 
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$ cp install/usr/bin/* nanopi_rootfs/usr/bin/
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$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* nanopi_rootfs/lib/ -d
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$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
 
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然后启动NanoPi,在Debian的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序 <br>
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将SD卡重新插入NanoPi,上电启动,在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件正常连接。
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<syntaxhighlight lang="bash">
 
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$ matrix-ultrasonic_ranger
 
$ matrix-ultrasonic_ranger
 
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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正常连接。
  
 
===代码展示===
 
===代码展示===
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===硬件连接===
 
===硬件连接===
参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和Tiny4412 <br>
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参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和Tiny4412:<br>
[[File:ur&tiny4412.png|frameless|400px|tiny4412+ur]]
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连接说明:
 
连接说明:
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|S  || GPIO1 S
 
|S  || GPIO1 S
 
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|V   || GPIO1  5V
 
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===运行测试程序===
 
===运行测试程序===
拷贝库文件和测试程序到Tiny4412的UbuntuCore的文件系统上
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将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。<br>
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假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。<br>
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ cp install/usr/bin/* tiny4412_rootfs/usr/bin/
+
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* tiny4412_rootfs/lib/ -d
+
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
然后启动Tiny4412,在UbuntuCore的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序 <br>
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将SD卡重新插入Tiny4412,上电启动,在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。<br>
注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件正常连接。
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<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
$ matrix-ultrasonic_ranger
 
$ matrix-ultrasonic_ranger
 
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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。
  
 
===代码展示===
 
===代码展示===

Revision as of 02:49, 12 November 2015

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

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 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全开源的,统一由一个仓库进行管理:git://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

  • nanopi分支用于支持NanoPi;
  • nanopi2分支用于支持NanoPi 2;
  • tiny4412分支用于支持Tiny4412;
  • raspberrypi分支用于支持RaspberryPi;

在主机PC上安装git,以Ubuntu14.04为例

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库

$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录,里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2连接使用

5.1 准备工作

在NanoPi 2上运行Debian系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器,参考wiki: NanoPi_2 & How to Build the Compiling Environment
注意: 只有使用s5p4418-nanopi2-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。
下载NanoPi 2内核源代码并编译:

$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git
$ cd linux-3.4.y
$ git checkout s5p4418-nanopi2-matrix
$ make nanopi2_linux_defconfig
$ touch .scmversion
$ make

编译好后的uImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下,把该uImage替换掉SD卡boot分区上的uImage即可。

5.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi 2:
Matrix-Ultrasonic_Ranger_nanopi_2

连接说明:

Matrix-Sound_Sensor NanoPi 2
S Pin7
V Pin4
G Pin6

5.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库,切换到nanopi2分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc.4.8.5。
编译成功后库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/usr/bin目录下,模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。

5.4 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入NanoPi 2,上电启动,在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。

$ 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。

5.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int distance = -1;
 
    int pin = GPIO_PIN1;
 
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
        printf("Fail to init hcsr04\n");
    }
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
        printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
    } else {
        printf("Faid to get distance\n");
    }
    Hcsr04DeInit();
    return 0;
}

6 与NanoPi连接使用

6.1 准备工作

在NanoPi上运行Debian系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器,参考wiki: NanoPi & How to Build the Compiling Environment
注意: 只有使用nanopi-v4.1.y-matrix分支编译出来的内核才能配合Matrix配件正常工作。
下载NanoPi内核源代码并编译:

$ git clone https://github.com/friendlyarm/linux-4.x.y.git
$ cd linux-4.x.y
$ git checkout nanopi-v4.1.y-matrix
$ make nanopi_defconfig
$ touch .scmversion
$ make

编译好后的zImage位于内核源码arch/arm/boot/目录下,把该zImage替换掉NanoPi烧写文件sd-fuse_nanopi/prebuilt下的zImage,重新制作SD卡即可。

6.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和NanoPi:
NanoPi+ur

连接说明:

Matrix-Sound_Sensor NanoPi
S Pin7
V Pin4
G Pin6

6.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库,切换到nanopi分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc-4.4.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/usr/bin目录下,模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。

6.4 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到NanoPi的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入NanoPi,上电启动,在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。

$ 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正常连接。

6.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int distance = -1;
 
    int pin = GPIO_PIN1;
 
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
        printf("Fail to init hcsr04\n");
    }
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
        printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
    } else {
        printf("Faid to get distance\n");
    }
    Hcsr04DeInit();
    return 0;
}

7 与Tiny4412连接使用

7.1 准备工作

参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》,在Tiny4412上运行UbuntuCore系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。
注意:只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。

7.2 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-Ultrasonic_Ranger和Tiny4412:
tiny4412+ur
连接说明:

Matrix- Ultrasonic Ranger Tiny4412
S GPIO1 S
V GPIO1 5V
G GPIO1 GND

7.3 编译测试程序

进入Matrix代码仓库,切换到tiny4412分支

$ cd matrix
$ git checkout tiny4412

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install

注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为Tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。
编译出来的库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/usr/bin目录下,模块Matrix-Ultrasonic_Ranger对应的测试程序为matrix-ultrasonic_ranger。

7.4 运行测试程序

将带有UbuntuCore系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑,可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs,执行以下命令可将Matrix的所有库文件和测试程序拷贝到Tiny4412的文件系统上。

$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d

将SD卡重新插入Tiny4412,上电启动,在UbuntuCore的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-Ultrasonic_Ranger的测试程序。

$ 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。

7.5 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int distance = -1;
 
    int pin = GPIO_PIN1;
 
    if (Hcsr04Init(pin) == -1) {
        printf("Fail to init hcsr04\n");
    }
    if (Hcsr04Read(&distance) != -1) {
        printf("Get distance: %3d cm\n", distance);
    } else {
        printf("Faid to get distance\n");
    }
    Hcsr04DeInit();
    return 0;
}

8 与RaspberryPi连接使用

9 与Arduino连接使用

10 相关资料