HC-SR04 是一款专为近距离精准测距设计的高性价比超声波传感器，基于回声定位原理实现非接触式距离检测，凭借稳定性能、灵活适配性和广泛场景覆盖，成为智能硬件、工业控制与创意电子项目的核心感知部件。
HC-SR04 超声波测距传感器的工作原理基于声波反射测距法，模仿蝙蝠的回声定位机制，通过发射高频超声波、在接收反射的回波，在编程计算声波往返时间来换算目标距离，全程为非接触式检测，不损伤被测量物体。那么在现实生活中实际存在的物体都能被检测到，包括水和玻璃。
触发测距指令
控制器（如树莓派 Pico、Arduino、ESP32等单片机）向传感器的引脚发Trig送一个 10μs 以上的高电平脉冲，这个脉冲是启动一次测距的 “指令信号”。收到指令后，传感器内部电路立即进入工作状态。发射高频超声波脉冲
传感器的发射探头（T）会自动发射 8 组频率为 40kHz 的超声波脉冲。那么40kHz 的声波属于人耳无法听到的超声波频段，具备传播方向性强、能量集中的特点，适合近距离精准测距。接收反射回波
超声波脉冲遇到被测物体后会发生反射，形成回波信号。会由传感器的接收探头（R）会捕捉到反射回波，一旦检测到回波，传感器会立即将Echo引脚的电平从低电平切换为高电平。编程计算时间差与换算距离逻辑
Echo引脚的高电平持续时长，就是超声波从发射到接收的往返总时间。控制器通过捕获这个高电平的时间长度，结合声波在空气中的传播速度，就能计算出传感器到被测物体的距离，核心公式如下：注：声波速度受温度和不同物体的影响，常温下（20℃）下约为 340m/s，温度每变化 1℃，速度会增减约 0.6m/s。
| HC-SR04原理图 | 模块全套资料 | 🛒超声波产品链接 |
| 以树莓派Pico开发板为例，提醒: 请按下图的引脚标识接线，务必不能接错。如果接错线通电后会导致设备烧毁！ |
接好线后的实图如下：
| hcsr04下载这个hcsr04的源代码上传至树莓派pico文件内，直接运行查看数据（如下图） |
如果你还没有搭建好树莓派Python编程环境可参考这个帖子→：如何搭建Python编程环境
引脚配置：
Trig 引脚配置为输出模式，用于发送触发信号，Echo 引脚配置为输入模式，用于接收回响信号
测量函数：
measure_distance()函数实现了完整的测距逻辑
使用time_pulse_us()函数精确测量 Echo 引脚高电平持续时间
通过公式计算距离，并进行四舍五入处理
距离计算公式：
声速在空气中约为 343.2 米 / 秒 = 0.03432 厘米 / 微秒
超声波往返一次，所以需要除以 2
最终公式：距离(厘米) = 时间(微秒) × 0.0343 ÷ 2
注意事项：
避免在强电磁干扰环境中使用，可能影响测量精度，测量距离过近（<2cm）或过远（>400cm）时会测量不准确，对于光滑平面，测量精度较高；对于柔软或不规则表面，精度可能下降，建议两次测量之间保留至少 50ms 的间隔，避免回声干扰
上面的程序只是测试传感器功能是否正常，我们要再次升级功能让其脱离电脑也能使用，那么我们加个显示屏和报警器。实现将测距数据展现在显示屏上并且可设定低于阈值报警。通过扩展板上的ABCD按键来调节阈值。请严格按下图的引脚标识进行连接，务必不能接错，接错会损坏设备！
| 超声波测距+显示屏源代码 | 下载这个源代码Zip压缩包，在解压出来将里面所有文件全部上传至树莓派pico文件内，直接运行查看数据（如下图） |
按键功能：A阈值调节，BC加减数字，D保存阈值
引脚配置：
将蜂鸣器配置GP0引脚，输出高电平就能触发报警声
报警功能：
ALARM_THRESHOLD：报警触发阈值（30cm）
MIN_INTERVAL/MAX_INTERVAL：控制蜂鸣器鸣叫间隔的范围
核心逻辑 ：根据距离动态调整蜂鸣器频率
1. 报警条件判断 ：当距离小于 30cm 时进入报警模式
2. 距离范围限制 ：确保距离在 2-30cm 的有效区间内，避免计算异常
3. 频率计算 ：ratio：将距离转换为 0~1 的比例（2cm 对应 0，20cm 对应 1），使用四次方关系(ratio**4)计算间隔时间，使近距离的频率提升更显著（非线性变化），蜂鸣器控制：通过高低电平交替产生声音，间隔时间越短，频率越高，非报警状态：距离≥30cm 时，蜂鸣器保持低电平
联系人：张工
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