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一，写在前面
● 在之前做过用全志H6实现超声波测距的实验，我的这篇文章里有详细介绍http://t.csdn.cn/3EXHW。
● 其实无论是全志还是树莓，要实现超声波测距的功能，都必须要掌握以下三点：
① 超声波模块测距原理及io口的认识；
② 时间函数的使用；
③ 通过时序图分析出超声波测距实现的过程；
二，超声波模块说明
● 模块基本参数
● IO口接线说明
型号： HC-SR04
接线参考：模块除了两个电源引脚外，还有 TRIG ， ECHO 引脚
- Vcc：5V电源供电
- Trig：输入触发信号0（可以触发测距）
- Echo：传出信号回响1（可以传回时间差）
- Gnd：接地Gnd或0v
● 测距实现原理
超声波测距模块是用来测量距离的一种产品，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。
三，时间函数说明
#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
struct timeval {
time_t tv_sec; /* 秒 */
suseconds_t tv_usec; /* 微秒 */
};● gettimeofday() 会把目前的时间用 tv 结构体返回；
● 当地时区的信息则放到 tz 所指的结构中，不用时区参数时，直接用NULL表示；
● 1秒（s） = 1000毫秒（ms） = 1000000微秒（us）；
● 代码测试
用时间函数：计算程序在当前环境中数数1000次耗时多少微秒？
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
void count() //数数1000次
{
int i,j;
for(i=1;i<=100;i++){
for(j=1;j<=10;j++){
}
}
}
int main()
{
struct timeval startTime;//定义开始时间
struct timeval stopTime;//定义结束时间
gettimeofday(&startTime,NULL);//开始时间，不用时区参数，用NULL表示
count(); //数数1000次
gettimeofday(&stopTime,NULL);//结束时间
long difftime = 1000000*(stopTime.tv_sec - startTime.tv_sec)+(stopTime.tv_usec - startTime.tv_usec);
//长整型long表示 //计算时间差值 = 秒的差值+微妙的差值（时间单位要换算一致）
printf("树莓派在Linux上数数1000次耗时%ldus\n");
return 0;
}结果说明：每一次计算的结果可能都不一样，影响因素较多。但此代码的目的在于理解和认识时间函数。
pi@raspberrypi:~/wiringPi $ ./a.out
树莓派在Linux上数数1000次耗时10459us四，时序图分析
结合时序图分析波的运动过程和测距流程
① 怎么让它发波：Trig，给Trig端口至少10us的高电平 ；
② 怎么知道开始发了：Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波；
③ 怎么知道接收了返回波：Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了；
④ 怎么算时间：Echo引脚维持高电平的时间！ 波发出去的那一下，开始启动定时器，波回来的那一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间。
⑤ 怎么算距离：距离=速度（340m/s）*时间/2 （注意速度单位和时间单位的换）
五，代码实现超声波测距
● 重点提醒：
① 代码编写一定要结合时序图分析过程；
② 计算波在空气中的时间，要统一把时间单位换算成微妙，不能统一换算成秒来计算（亲测出错）
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <wiringPi.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#define Trig 4 //发送波
#define Echo 5 //接收波
double getDistance()
{
double dis; //double定义距离，比float精度更高
struct timeval startTime; //开始时间
struct timeval stopTime; //停止时间
pinMode(Trig,OUTPUT); //输出，发送波
pinMode(Echo,INPUT); //输入，接收波
digitalWrite(Trig,LOW); //结合时序图，低电平上先维持5us
usleep(5);
digitalWrite(Trig,HIGH); //上到高电平 维持10us
usleep(10);
digitalWrite(Trig,LOW); 最后拉到低电平，完成整个放波流程
while(digitalRead(Echo) != 1);//用digitalRead读Echo的值，不为1时，维持在低电平等待，等到为1时，即发波时
gettimeofday(&startTime,NULL);//发波开始，计时开始
while(digitalRead(Echo) != 0);//不为0时，发波结束
gettimeofday(&stopTime,NULL); //停止计时
long diffTime = 1000000*(stopTime.tv_sec - startTime.tv_sec)+(stopTime.tv_usec - startTime.tv_usec);
//计算波在空气中的时间 = （换算成微妙） 秒差值 + 微妙差值
dis = (double)diffTime/1000000*34000/2;//通过时间计算距离，波在空气中有来回，所以/2
//距离 = 时间 * 速度（340m/s）/ 2 注意单位换算
return dis;//返回计算出的距离
}
int main()
{
double dis;//距离
if(wiringPiSetup() == -1){ //wiringPi库初始化
printf("initWiringPi error!\n");
exit(-1);
}
while(1){
dis = getDistance();//距离值
printf("dis = %.3lfcm\n",dis);//双精度用lf%，取小数点后3位，所以.3
usleep(1000000);//1s = 1000ms = 1000000us
}
return 0;
}● 距离测试 ：
pi@raspberrypi:~/wiringPi $ gcc csb.c -lwiringPi //链接库
pi@raspberrypi:~/wiringPi $ ./a.out
dis = 5.933cm
dis = 6.681cm
dis = 6.375cm
dis = 7.667cm
dis = 10.744cm
dis = 10.744cm