超声波传感器具有两个圆形探头，如图4-2-7 所示，一个是发射头（带T 标识），用于发射超声波；一个是接收头（带R 标识），用于接收被障碍物反射回来的超声波，通过测量某段超声波从反射到接收的时间从而计算出障碍物的距离。超声波传感器一般设置于机器人的前方或侧面，如图4-2-8 所示，用于智能机器人避障、跟随等。

图4-2-7　SR05 超声波传感器

图4-2-8　Arduino 机器人中超声波传感器的位置

工作原理：超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。声波在空气中的传播速度为340 m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即s=340 m/s×t/2。这就是所谓的时间差测距法。

程序原理（见图4-2-9）：

第一步，使用Arduino 采用数字引脚给SR05 的Trig 引脚至少10 μs的高电平信号，触发SR05 模块测距功能。

第二步，触发后，模块会自动发送8 个40 kHz 的超声波脉冲，并自动检测是否有信号返回。这一步会在模块内部自动完成。

第三步，如有信号返回，Echo 引脚会输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。此时，可使用 pulseIn()函数获取到测距的结果，并计算出距被测物的实际距离。

图4-2-9　超声波工作原理

本实验利用超声波测得的距离从串口中显示。(www.daowen.com)

（1）超声波传感器4 个引脚的具体定义：

ECHO：信号接收引脚，按照配套的机器人，本书设置与Arduino 的8 号数字接口连接；

TRIG：信号触发引脚，按照配套的机器人，本书设置与Arduino 的9 号数字接口连接；

GND：电源地引线；

VCC：电源+5 V。

（2）超声波传感器检测距离的测试程序如下：

（3）超声波传感器的测距数据监视：

编译通过后，上传程序至Arduino UNO 开发板，待上传成功后，点击菜单栏中的“工具”，打开串口监视器，弹出窗口并显示距离数据，如图4-2-10 所示，尝试用手挡在超声波传感器的前面，观察数据变化情况。

图4-2-10　超声波传感器检测距离监视窗口