ESP32-S3 控制 超声波测距

ESP32-S3 控制 HC-SR04 超声波测距实验

超声波测距模块 HC-SR04 广泛应用于机器人避障、智能门禁以及液位检测等场景。

本文介绍如何用 ESP32-S3 读取 HC-SR04 测距数据，并通过串口输出测量结果。

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一、实验名称

超声波测距实验

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二、接线说明

HC-SR04模块	ESP32-S3开发板
VCC	5V
GND	GND
Trig	4
Echo	5

注意事项：

1. HC-SR04 需要 5V 电源供电，ESP32 IO 仅输出 3.3V，因此 Trig 端可以直接接 ESP32，Echo 输出如果过高电压，可加分压电阻保护。
2. 安装超声波库：HCSR04-master.zip，方法：项目 → 导入库 → 添加 .ZIP 库。

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三、实验现象

程序下载成功后，打开串口监视器，间隔 500ms 输出 HC-SR04 测量的距离，单位为厘米（CM）。移动测距物体时，距离值会实时变化。

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四、完整代码示例

#include "public.h"
#include <afstandssensor.h> // HC-SR04 库

// 定义引脚
#define trig_pin    4
#define echo_pin    5

// 初始化超声波传感器对象
AfstandsSensor afstandssensor(trig_pin, echo_pin);

void setup() {
  Serial.begin(115200);  // 初始化串口
}

void loop() {
  // 获取测量距离并打印
  Serial.printf("测量距离：%.2fCM\r\n", afstandssensor.afstandCM());
  delay(500); // 每 500ms 测量一次
}

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五、代码讲解

1. 引脚定义

#define trig_pin 4
#define echo_pin 5

• Trig：触发超声波信号输出的引脚。
• Echo：接收返回信号的引脚。

2. 创建对象

AfstandsSensor afstandssensor(trig_pin, echo_pin);

使用库封装，直接传入 Trig 和 Echo 引脚即可创建传感器对象。

3. 测量距离

afstandssensor.afstandCM()

返回浮点数类型的距离值，单位为厘米。

4. 串口输出
   使用 Serial.printf 格式化输出距离，便于在串口监视器查看。

5. 延时
   delay(500) 控制测量频率为每 500ms 一次，避免串口输出过快。

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六、实验效果

1. 打开串口监视器，选择波特率 115200。
2. 屏幕显示类似以下内容：

测量距离：23.45CM
测量距离：23.50CM
测量距离：23.60CM

3. 移动物体，测距数值会实时变化，实现动态测距。

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七、进阶扩展

1. OLED 显示
   结合 OLED 液晶屏，将实时测距数据显示在屏幕上。

2. 避障控制
   结合电机模块，实现机器人遇障停走或自动避障。

3. 报警系统
   设定距离阈值，距离过近时触发蜂鸣器报警。

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八、总结

通过本实验，学习了：

• HC-SR04 超声波模块工作原理
• ESP32-S3 GPIO 控制超声波模块
• 使用库简化测距操作
• 串口输出测距结果

本实验为 智能避障、液位监测及物体检测 等物联网应用打下基础。