Ping

这段代码是一个Arduino示例程序，用于读取Parallax PING)))超声波测距传感器的数据，并计算出距离最近物体的距离。它将距离值通过串行通信发送到计算机，适用于需要测量距离的场景。

/* Ping))) Sensor

   This sketch reads a PING))) ultrasonic rangefinder and returns the
   distance to the closest object in range. To do this, it sends a pulse
   to the sensor to initiate a reading, then listens for a pulse
   to return.  The length of the returning pulse is proportional to
   the distance of the object from the sensor.

   The circuit:
    * +V connection of the PING))) attached to +5V
    * GND connection of the PING))) attached to ground
    * SIG connection of the PING))) attached to digital pin 7

   http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Ping

   created 3 Nov 2008
   by David A. Mellis
   modified 30 Aug 2011
   by Tom Igoe

   This example code is in the public domain.

 */

// this constant won't change.  It's the pin number
// of the sensor's output:
const int pingPin = 7;

void setup() {
  // initialize serial communication:
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  // establish variables for duration of the ping,
  // and the distance result in inches and centimeters:
  long duration, inches, cm;

  // The PING))) is triggered by a HIGH pulse of 2 or more microseconds.
  // Give a short LOW pulse beforehand to ensure a clean HIGH pulse:
  pinMode(pingPin, OUTPUT);
  digitalWrite(pingPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(pingPin, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(pingPin, LOW);

  // The same pin is used to read the signal from the PING))): a HIGH
  // pulse whose duration is the time (in microseconds) from the sending
  // of the ping to the reception of its echo off of an object.
  pinMode(pingPin, INPUT);
  duration = pulseIn(pingPin, HIGH);

  // convert the time into a distance
  inches = microsecondsToInches(duration);
  cm = microsecondsToCentimeters(duration);

  Serial.print(inches);
  Serial.print("in, ");
  Serial.print(cm);
  Serial.print("cm");
  Serial.println();

  delay(100);
}

long microsecondsToInches(long microseconds)
{
  // According to Parallax's datasheet for the PING))), there are
  // 73.746 microseconds per inch (i.e. sound travels at 1130 feet per
  // second).  This gives the distance travelled by the ping, outbound
  // and return, so we divide by 2 to get the distance of the obstacle.
  // See: http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.3.pdf
  return microseconds / 74 / 2;
}

long microsecondsToCentimeters(long microseconds)
{
  // The speed of sound is 340 m/s or 29 microseconds per centimeter.
  // The ping travels out and back, so to find the distance of the
  // object we take half of the distance travelled.
  return microseconds / 29 / 2;
}

功能概述

硬件部分：

使用Parallax PING)))超声波测距传感器。
传感器的+V连接到Arduino的+5V。
传感器的GND连接到Arduino的地（GND）。
传感器的SIG（信号）连接到Arduino的数字引脚7。

软件部分：

发送一个脉冲信号到传感器，启动测量。
读取返回的脉冲信号，计算距离。
将距离值通过串行通信发送到计算机。

代码逐行解释

定义常量

const int pingPin = 7;  // 定义传感器信号引脚为数字引脚7

pingPin：定义传感器信号引脚为数字引脚7。

`setup()` 函数

void setup() {
  // 初始化串行通信，波特率为9600
  Serial.begin(9600);
}

Serial.begin(9600)：初始化串行通信，设置波特率为9600。

`loop()` 函数

void loop() {
  // 定义变量以存储脉冲持续时间、英寸和厘米距离
  long duration, inches, cm;

  // 触发PING)))传感器
  pinMode(pingPin, OUTPUT);  // 将引脚设置为输出模式
  digitalWrite(pingPin, LOW);  // 低电平持续2微秒
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(pingPin, HIGH);  // 高电平持续5微秒
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(pingPin, LOW);  // 设置为低电平

  // 读取返回的脉冲信号
  pinMode(pingPin, INPUT);  // 将引脚设置为输入模式
  duration = pulseIn(pingPin, HIGH);  // 读取脉冲持续时间

  // 将脉冲持续时间转换为距离
  inches = microsecondsToInches(duration);  // 转换为英寸
  cm = microsecondsToCentimeters(duration);  // 转换为厘米

  // 通过串行通信发送距离值
  Serial.print(inches);
  Serial.print("in, ");
  Serial.print(cm);
  Serial.print("cm");
  Serial.println();

  delay(100);  // 延时100毫秒
}

pinMode(pingPin, OUTPUT)和pinMode(pingPin, INPUT)：分别将引脚设置为输出模式和输入模式。
digitalWrite(pingPin, LOW)和digitalWrite(pingPin, HIGH)：发送一个脉冲信号到传感器，启动测量。
pulseIn(pingPin, HIGH)：读取返回的脉冲信号，返回脉冲持续时间（单位为微秒）。
microsecondsToInches(duration)和microsecondsToCentimeters(duration)：将脉冲持续时间转换为英寸和厘米。
Serial.print()和Serial.println()：将距离值通过串行通信发送到计算机。

`microsecondsToInches()` 函数

long microsecondsToInches(long microseconds) {
  // 根据Parallax的数据手册，每英寸有73.746微秒
  // 脉冲时间是往返时间，所以需要除以2
  return microseconds / 74 / 2;
}

根据Parallax的数据手册，每英寸有73.746微秒。这里使用74作为近似值。
脉冲时间是往返时间，所以需要除以2。

`microsecondsToCentimeters()` 函数

long microsecondsToCentimeters(long microseconds) {
  // 声音速度为340米/秒，即每厘米29微秒
  // 脉冲时间是往返时间，所以需要除以2
  return microseconds / 29 / 2;
}

声音速度为340米/秒，即每厘米29微秒。
脉冲时间是往返时间，所以需要除以2。

工作原理

初始化：在setup()函数中，初始化串行通信，设置波特率为9600。
触发传感器：在loop()函数中，发送一个脉冲信号到传感器，启动测量。
读取脉冲信号：读取返回的脉冲信号，返回脉冲持续时间（单位为微秒）。
转换为距离：将脉冲持续时间转换为英寸和厘米。
发送数据：将距离值通过串行通信发送到计算机，可以在Arduino串行监视器中查看。

视频讲解

BiliBili： 视睿网络-哔哩哔哩视频 (bilibili.com)

Ping

功能概述

硬件部分：

软件部分：

代码逐行解释

定义常量

setup() 函数

loop() 函数

microsecondsToInches() 函数

microsecondsToCentimeters() 函数

工作原理

视频讲解

`setup()` 函数

`loop()` 函数

`microsecondsToInches()` 函数

`microsecondsToCentimeters()` 函数