一：超声波模块知识分享：

HC-SR04超声波传感器是通过发送和接收超声波，利用时间差和声音传播速度，计算出模块到前方障碍物的距离的一种传感器模块。与蝙蝠寻找猎物的回声定位基本原理相同，可以广泛应用于无损测量、水文液位测量、工业场地等领域。

CS100A超声波测距模块有两个超声波探头，分别用于发射和接收超声波，TRIG脚用于触发发射超声波，若接收到返回的超声波ECHO脚会输出高电平，根据高电平的持续时间计算目标距离

二：模块参数：

  测距芯片:CS100A

  晶振:8MHz

  超声波发射频率:40KHz

  测距范围:最大距离约5m(受实际测量环境影响)

  方向角:60°+15°

  探测精度:0.3cm+1%

  测量盲区:小于2cm

  工作温度范围:-40°C-85°C

  工作电压范围:3V~5.5V

具体说明如下所示：

模块上有两个超声波探头，LS1发射探头用于发射超声波，LS2接收探头用于接收超声波更加敏感，模块选用10MQ(建议范围10M0~22MQ)

LS2接收探头接了下拉电阻，可以调节测距灵敏度，减小这个电阻，可以增强抗干扰能力，但也会减小灵敏度，降低测距范围;增大这个电阻，可以得到更远的测量距离，但也会对周围小物体的回波信

在TRIG脚输入一个10us 的高电平(通常建议50us左右),CS100A芯片的TP和TN脚即可发出8个40KHz的超声波脉冲，接着通过RP和RN脚检测回波信号。当检测到回波信号，ECHO脚输出高电平，其持续时间可用于计算距离值，距离(m)=高电平持续时间(s)*声速(340m/s)/2

即使测量距离超过测量范围，CS100A芯片仍会通过ECHO脚输出高电平信号，持续时间约为33ms

三：软件代码如下所示：

选取任意GPIO脚做普通输出脚，选取任意一条定时器TIM通道做输入捕获脚普通输出脚接到超声波测距模块的TRIG脚，输出一个大于10us的高电平触发测距输入捕获脚接到超声波测距模块的ECHO脚，捕获其脉冲宽度，计算距离值

1.选定好GPIO1脚，该脚与超声波测距模块的TRIG脚相连

2.选定好GPIO2通道，该脚与超声波测距模块的ECHO脚相连

3.初始化GPIO脚即TRIG脚，重点配置为推挽输出模式

4.初始化TIM通道对应的GPIO脚即ECHO脚，重点配置为浮空输入模式

5.初始化GPIO2，配置为输入捕获模式

6.TRIG脚输出一个大于10us的高电平，触发CS100A芯片发射超声波

7.输入捕获测量ECHO脚高电平脉宽算出距离值

8.计算ECHO脚高电平持续时间，带入公式距离(m)=高电平持续时间(s)*声速(340m/s)/2,

四：软件代码：

/*
 * ESP32 + HC-SR04 超声波测距示例
 * 测量距离并通过串口打印（单位：厘米）
 * 引脚定义可根据实际接线修改
 */

// 定义引脚
const int TRIG_PIN = 1;   // 触发引脚
const int ECHO_PIN = 2;   // 回波引脚

// 超时时间（微秒），对应最大测量距离约 400cm
const unsigned long TIMEOUT_US = 25000UL;  // 25ms

void setup() {
  Serial.begin(115200);                // 初始化串口
  pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);           // 设置 TRIG 为输出
  pinMode(ECHO_PIN, INPUT);            // 设置 ECHO 为输入
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);         // 初始低电平
  Serial.println("HC-SR04 测距准备就绪");
}

void loop() {
  float distance = measureDistance();  // 测量距离（厘米）
  
  if (distance > 0) {
    Serial.print("距离: ");
    Serial.print(distance);
    Serial.println(" cm");
  } else {
    Serial.println("测量超时，请检查传感器或调整距离");
  }

  delay(500);  // 每秒测两次
}

/*
 * 测量距离函数
 * 返回距离（厘米），若超时则返回 -1.0
 */
float measureDistance() {
  // 1. 发送一个 10us 的高电平脉冲触发测距
  digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);

  // 2. 读取 ECHO 引脚的高电平持续时间（微秒）
  unsigned long duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH, TIMEOUT_US);

  // 3. 判断是否超时
  if (duration == 0) {
    return -1.0;  // 超时返回 -1
  }

  // 4. 计算距离：声速 340m/s = 0.034 cm/us
  //    距离 = 高电平时间 * 声速 / 2（来回）
  float distance = duration * 0.034 / 2.0;
  return distance;
}

五：实物验证

串口数据接收如下所示：