HC-SR04P读数错误

Question

在我的项目中，我需要测量长达 3-4 米的距离，因此我使用连接到 ESP32 开发板的 HC-SR04P 传感器。

代码是在没有任何第三方库的情况下编写的（尽管受到非常简单的 HC-SR04 arduino 库的启发），在纯 C 中，在从 ESP32 eclipse IDF 插件创建的项目中；没有额外的库或 arduino 代码；只是 RTOS。

当设备启动并且测量非常准确时，一切正常，但过了一段时间（不能确切地说出是什么触发了这个），sensor/devboard 电路（不能说是哪个）开始表现异常: 在 TRIG 脉冲之后，ECHO 引脚在合理的 1 秒超时内没有变为高电平，并且不执行任何测量。

一旦发生这种情况，除非reboot/power开启，否则不会再次执行新的测量；看起来有些事情发生了，不知何故，传感器或通信代码出现故障。

几点观察：

传感器是在 3.3V 供电的正确版本。
HC-SR04P 将 GPIO2 和 GPIO4 用于 TRIG 和 ECHO。
不需要频繁测量，因此测量任务的计时器为 30 秒。
开机，一切正常
通过开发板微动开关复位后，一切正常。
当超时时，重新初始化传感器（设置GPIO等），但没有任何反应；仍然超时。

作为参考，计时功能如下（HCSR04_Info 结构仅包含引脚和测量数据）；每 30 秒从定时任务中调用它。

uint32_t hcsr04_timing(HCSR04_Info* pDevice)
{
    // TRIG pulse for 10ms
    gpio_set_level(pDevice->trig, 1);
    ets_delay_us(10);
    gpio_set_level(pDevice->trig, 0);

    pDevice->startMicros = esp_timer_get_time();

    // wait for the echo pin HIGH or timeout
    while ((!gpio_get_level(pDevice->echo)) && (esp_timer_get_time() - pDevice->startMicros) <= pDevice->timeout);

    if (!gpio_get_level(pDevice->echo)) {
        pDevice->status = STATUS_OFFLINE;
        ESP_LOGE(TAG, "hcsr04_timing timeout (1)");
        return 0;
    }

    pDevice->startMicros = esp_timer_get_time();

    // wait for the echo pin LOW or timeout
    while ((gpio_get_level(pDevice->echo)) && (esp_timer_get_time() - pDevice->startMicros) <= pDevice->timeout);

    if (gpio_get_level(pDevice->echo)) {
        pDevice->status = STATUS_OFFLINE;
        ESP_LOGE(TAG, "hcsr04_timing timeout (2)");
        return 0;
    }

    pDevice->status = STATUS_ONLINE;
    pDevice->endMicros = esp_timer_get_time();

    return pDevice->endMicros - pDevice->startMicros;
}

感谢任何帮助。谢谢。

Answer 1

这不会产生 10 毫秒的脉冲；这是10我们。最终可能会使您的设备进入未确定状态。

    // TRIG pulse for 10ms
    gpio_set_level(pDevice->trig, 1);
    ets_delay_us(10);
    gpio_set_level(pDevice->trig, 0);

定义ets_delay_us()的头文件中的注释说：In FreeRTOS task, please call FreeRTOS apis.

无论如何，如果在 Arduino-land 中，请使用 delay(10)；或 vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10)) 如果在 FreeRTOS 领域。

Answer 2

根据 campescassiano 关于溢出的建议，解决方案终于出现了。在问题的确切意义上并不是真正的溢出，但密切相关。

终于是代码中的一个愚蠢的错误，所以如果合适请关闭或删除问题。

问题是 pDevice->startMicros 被定义为 uint32_t（可能是因为 copy/paste 或坏习惯错误），而 esp_timer_get_time() returns微秒作为 uint64_t.

所以它 'overflows' 在启动后大约 1h 11m 34s（大约 2³² 微秒），并且超时计算停止，因为 (esp_timer_get_time() - pDevice->startMicros) 将显然是 uint64_t.

因为 (esp_timer_get_time() - pDevice->startMicros) <= pDevice->timeout 在 1h 11m 34s 之后总是 false，所以在获得 ECHO 输入之前循环中断。

HC-SR04P读数错误

HC-SR04P reading errors

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