MATLAB玩转Arduino——控制HC-SR04超声波传感器

控制HC-SR04超声波传感器

本例展示了如何使用Arduino®硬件的MATLAB®支持包来控制HC-SR04超声波测距模块，该模块能够测量2cm到400cm的距离。

硬件要求

• Arduino板
• HC-SR04超声波传感器
  

硬件设置

• 将Trig引脚连接到Arduino板上的引脚D12。
• 将Echo引脚连接到Arduino板上的引脚D13。
• 将VCC引脚连接到Arduino板上的5V引脚。
• 将GND引脚连接到Arduino板上的GND引脚。
  

创建HCSR04对象

使用JRodrigoTech / HCSR04插件创建arduino对象。

a = arduino('COM38', 'Uno', 'Libraries', 'JRodrigoTech/HCSR04')

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<font color="#474747" face="Menlo, Monaco, Consolas, Courier New, monospace"><span style="font-size: 12px;">a = 



  arduino with properties:



                    Port: 'COM38'

                   Board: 'Uno'

           AvailablePins: {'D2-D13', 'A0-A5'}

               Libraries: {'JRodrigoTech/HCSR04'}</span></font>

使用触发引脚D12和回波引脚D13创建超声波传感器对象。

sensor = addon(a, 'JRodrigoTech/HCSR04', 'D12', 'D13')
传感器=   HCSR04与属性：               引脚：“D12”（触发），“D13”（回波）
用仪表测量感应距离val = readDistance(sensor);sprintf('Current distance is %.4f meters\n', val)
ans =当前距离是0.0800米
测量与感测时间的距离

距离可以根据检测的时间使用这个公式计算，distance =（time x speedOfSound）/ 2。这里假设音速是340m / s。

t = readTravelTime（传感器）;sprintf（'当前距离是％.4f米\ n'，340 * t / 2）
ans =当前距离为0.0918米
清理clear sensorclear a

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classdef HCSR04 < arduinoio.LibraryBase & matlab.mixin.CustomDisplay

    % HCSR04 Create an HCSR04 device object.

    %   

    % sensor = addon(a,'JRodrigoTech/HCSR04',triggerPin,echoPin) creates a HCSR04 device object.

    

    % Copyright 2016-2017 The MathWorks, Inc.

    

    properties(Access = private, Constant = true)

        CREATE_HCSR04           = hex2dec('01')

        DELETE_HCSR04           = hex2dec('02')

        HCSR04_READ_DISTANCE    = hex2dec('03')

        HCSR04_READ_TIME        = hex2dec('04')

    end



    properties(Access = protected, Constant = true)

        LibraryName = 'JRodrigoTech/HCSR04'

        DependentLibraries = {}

        ArduinoLibraryHeaderFiles = {'Ultrasonic/Ultrasonic.h'}

        CppHeaderFile = fullfile(arduinoio.FilePath(mfilename('fullpath')), 'src', 'HCSR04.h')

        CppClassName = 'HCSR04'

    end

    

    properties(Access = private)

        ResourceOwner = 'JRodrigoTech/HCSR04';

    end

    

    methods(Hidden, Access = public)

        function obj = HCSR04(parentObj, triggerPin, echoPin)

            %   Connect to a Ultrasonic sensor HC-SR04 sensor

            %

            %   Syntax:

            %   sensor = addon(a,'JRodrigoTech/HCSR04',triggerPin,echoPin)

            %

            %   Description:

            %   sensor = addon(a,'JRodrigoTech/HCSR04',triggerPin,echoPin)        Connects to a HC-SR04 sensor 

            %

            %   Example:

            %       a = arduino('COM3','Uno','libraries','JRodrigoTech/HCSR04');

            %       sensor = addon(a,'JRodrigoTech/HCSR04','D12','D13')

            %

            %   Input Arguments:

            %   parentObj  - Arduino

            %   triggerPin - Arduino pin to send the signal (character vector)

            %   echoPin    - Arduino pin to receive the echoed back signal (character vector)

            %

            %   Output Arguments:

            %   obj - HCSR04 object



            narginchk(3, 3);

            obj.Parent = parentObj;

            

            try

                obj.Pins = {triggerPin, echoPin};

                % Configure pin modes

                configurePinResource(obj.Parent, triggerPin, obj.ResourceOwner, 'DigitalOutput');

                configurePinResource(obj.Parent, echoPin, obj.ResourceOwner, 'DigitalInput');

                

                createUltrasonicSensor(obj);

            catch e

                throwAsCaller(e);

            end

        end

    end

    

    methods(Access = protected)

        function delete(obj)

            try

                parentObj = obj.Parent;

                for iLoop = obj.Pins

                    configurePinResource(parentObj,iLoop{:},obj.ResourceOwner,'Unset');

                end

                

                deleteUltrasonicSensor(obj);

            catch

                % Do not throw errors on destroy.

                % This may result from an incomplete construction.

            end

        end  

    end

        

    methods(Access = private)

        function createUltrasonicSensor(obj)

            cmdID = obj.CREATE_HCSR04;

            data = getTerminalsFromPins(obj.Parent, obj.Pins);

            sendCommand(obj, obj.LibraryName, cmdID, data);

        end

        

        function deleteUltrasonicSensor(obj)

            cmdID = obj.DELETE_HCSR04;

            sendCommand(obj, obj.LibraryName, cmdID, []);

        end

    end

    

    methods(Access = public)

        function val = readTravelTime(obj)

            %   Get the time for echo pin to receive echoed back signal

            %

            %   Syntax:

            %   readTravelTime(sensor)

            %

            %   Description:

            %   Get the time for echo pin to receive echoed back signal after a signal is sent from send pin

            %

            %   Example:

            %       a = arduino('COM3','Uno','libraries','JRodrigoTech/HCSR04');

            %       sensor = addon(a,'JRodrigoTech/HCSR04','D12','D13');

            %       value = readTravelTime(sensor)

            %

            %   Input Arguments:

            %   obj - HCSR04 device

            %

            %   Output Arguments:

            %   val - Sensed duration that echo pin is high (s)

        

            cmdID = obj.HCSR04_READ_TIME;

            

            try

                val = sendCommand(obj, obj.LibraryName, cmdID, []);

                val = double(typecast(uint8(val), 'int32')); % microseconds

                val = val/1000000; % seconds

            catch e

                throwAsCaller(e);

            end

        end

        

        function val = readDistance(obj)

            %   Get the sensed distance to the nearest object

            %

            %   Syntax:

            %   readDistance(sensor)

            %

            %   Description:

            %   Get the sensed distance to the nearest object, assuming speed of sound is 340m/s

            %

            %   Example:

            %       a = arduino('COM3','Uno','libraries','JRodrigoTech/HCSR04');

            %       sensor = addon(a,'JRodrigoTech/HCSR04','D12','D13');

            %       value = readDistance(sensor)

            %

            %   Input Arguments:

            %   obj - HCSR04 device

            %

            %   Output Arguments:

            %   val - Sensed distance (m)

            

            cmdID = obj.HCSR04_READ_DISTANCE;

            

            try

                val = sendCommand(obj, obj.LibraryName, cmdID, []);

                val = typecast(uint8(val), 'int32'); % in cm

                val = double(val)/100; % in meter

            catch e

                throwAsCaller(e);

            end

        end

    end

    

    methods (Access = protected)

        function displayScalarObject(obj)

            header = getHeader(obj);

            disp(header);

                        

            % Display main options

            fprintf('               Pins: ''%s''(Trigger), ''%s''(Echo)\n', obj.Pins{1}, obj.Pins{2});

            fprintf('\n');

                  

            % Allow for the possibility of a footer.

            footer = getFooter(obj);

            if ~isempty(footer)

                disp(footer);

            end

        end

    end

end

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