摘要：超声波传感器，英文，既可以发射超声波，也可以接收超声波，它有一个重要作用，可以提前探测到附近的物体，而且通过声波速度，能够推算出附近物体离传感器的大概距离。
超声波传感器，英文ultrasonic sensor，既可以发射超声波，也可以接收超声波，它有一个重要作用，可以提前探测到附近的物体，而且通过声波速度，能够推算出附近物体离传感器的大概距离。
HC-SR04是一种非常流行的、很便宜的超声波传感器，非常适合进行嵌入式编程的技术试验，它是智能避障小车的一个关键部件，可以提前发现小车前方的障碍物，相应做出转弯或后退的动作。
HC-SR04长的模样见下图，它的工作电压为5V，据说HC-SR04P或HC-SR04+新型号可以工作在3V电压下。
现在我们的任务是把它接入树莓派Pico里，来感知位于它前方物体的距离。
先观察它的针脚，只有4个，左边是Vcc，接5V正极，右侧 GND接地。我手里的HC-SR04是5V版本的，Vcc接Pico的VBUS即可。
现在还剩下2个针脚，Trig和Echo。
Trig负责控制是否发射超声波，如果给它高电位，则发射；如果低电位，则停止发射。这里，我们要把它接到Pico的一个GPIO引脚，让Pico控制它，我把它直接连接到GP18引脚。
Echo的连接稍微复杂一点，Echo的英文意思是“回声”，意思是接收超声波信号。如果接收到超声波，则高电位；如果没收到，则为低电位。
重要提醒：
我的HC-SR04的工作电压为5V，那么echo针脚的电位也相应是5V，而Pico的工作电压为3.3V，如果直接把echo的输出信号连接到GPIO引脚上，会超过Pico的工作电压，有损坏Pico的可能性，所以需要做降压处理。
网上有些教程没有说明这个问题，把echo输出直接连到GPIO引脚上，比如这篇文章。
一种解决方案是加入3.3V-5.5V电平转换器，一个非常便宜的小元件，比如这篇文章。
还有一种解决方案，只需要增加2个电阻，再加上清晰的头脑和认真的连线即可，我参考了这篇文章的说明。
用到高中物理知识，得到电阻的计算公式。我们这里的Vin=5，Vout=3.3，所以R1/R2 = 0.515，如果R1选1000欧，那么R2约为2000欧。
所以，从Echo串上一个1000Ω的电阻，接到GP26引脚，再串一个2000Ω的电阻接地，就可以有效保护Pico的引脚。最后的逻辑连线图：
实际连接图（电阻丝非常细，又比较长，拍摄角度不容易看清楚连接关系）：
看懂代码，需要了解一下超声波测距的基本原理。传感器的T端（Transmitter）发出超声波，遇到障碍物之后，超声波返回，被传感器的R端（Receiver）接收到，根据时间差和声音的速度，可以求出距离。
HC-SR04就是这样工作的：
1）Trigger收到一个长达10us的方波后，开始发出超声波
2）传感器内部发出8组40KHz的方波，然后接收回声
3）方波发送完成后，ECHO变为高电位，收到回声的时候，ECHO为低电位
下面这段代码，一开始的2us是把电位置零，再产生10us的方波。
trigger.low()utime.sleep_us(2)trigger.high()utime.sleep_us(10)trigger.low()然后把ECHO处于高电位的时间段计算出来，乘以声音的速度，由于超声波跑了双程，所以还要除以2，最后求出距离，这里的单位是厘米。
while echo.value() == 0: start = utime.ticks_us()while echo.value() == 1: end = utime.ticks_us()d = (end - start) * 0.0343 / 2最后的所有源代码：
from machine import Pinimport utime# 超声波测距，单位：厘米def getDistance(trigger, echo): # 产生10us的方波 trigger.low() utime.sleep_us(2) trigger.high() utime.sleep_us(10) trigger.low() while echo.value() == 0: start = utime.ticks_us() while echo.value() == 1: end = utime.ticks_us() d = (end - start) * 0.0343 / 2 return d# 主程序trigger = Pin(18, Pin.OUT)echo = Pin(26, Pin.IN)while True: distance = getDistance(trigger, echo) print("距离：{:.2f} cm".format(distance)) utime.sleep(1)看HC-SR04的规格说明书，它能判断出传感器前方15度范围内的2厘米~5米距离的障碍物，分辨率达3毫米。
这里的计算距离的函数已经非常简化，有时会不太准确，可以多取几次求平均，另外，如果你对距离精度有更高的要求，那就要换其它的传感器了。
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