在智能硬件项目中，距离检测是一类非常常见的基础能力。自动避障小车需要判断前方是否存在障碍物，智能垃圾桶需要感知物体靠近，仓储设备需要检测物体位置，教学实验中也常用距离数据来演示“传感器如何把真实世界转换成程序变量”。这些场景背后的核心逻辑并不复杂：硬件负责采集环境变化，程序负责读取数据、计算结果并输出判断。本实验使用 CanMV K210 开发板连接 HC-SR04 超声波测距模块，通过 Trig 引脚发送触发脉冲，通过 Echo 引脚接收回波信号，并根据 Echo 高电平持续时间换算距离。程序会持续输出当前距离，并按照距离范围显示“距离过近”“正常检测”“距离较远”“超出常用检测范围”等状态。学习目标说明理解超声波测距原理认识 Trig 触发、Echo 回波和声波往返时间之间的关系掌握 GPIO 输入输出使用 GPIOHS 输出触发脉冲，并读取 Echo 输入电平学会微秒级计时使用ticks_us()记录 Echo 高电平持续时间完成距离换算将回波时间转换成厘米或毫米距离建立传感器处理流程把测距、异常处理、平均滤波和状态判断组合成完整实验这段代码的价值不只是完成一次测距，而是把传感器驱动、GPIO 输入输出、脉冲计时、异常处理、数据平均和状态判断整合成一个完整实验。对于硬件编程入门而言，这类代码可以直观看到 Python 如何读取真实环境数据，并把物理距离转换成可判断、可输出、可扩展的程序状态。文章目录理论基础硬件设施软件代码扩展应用总结理论基础HC-SR04 超声波测距模块的工作过程可以理解成一次“发出声音并等待回声”的过程。程序通过 Trig 引脚给模块一个短暂高电平脉冲，模块开始发射超声波；超声波遇到障碍物后反射回来，Echo 引脚会输出一个高电平脉冲。这个高电平持续时间越长，说明声波往返距离越远；持续时间越短，说明障碍物越近。程序读取到的并不是距离本身，而是 Echo 高电平持续了多少微秒。由于超声波从模块发出后，需要到达障碍物再反射回来，所以 Echo 时间对应的是“往返时间”。计算单程距离时，需要把时间除以 2，再结合声速进行换算。代码中的distance_cm()使用(pulse_time / 2) / 29.1计算厘米距离，表示声波传播约 29.1 微秒对应 1 厘米。超声波测距实验比普通按键实验多了计时过程。按键实验只需要判断某个 GPIO 是高电平还是低电平，而 HC-SR04 需要先输出触发脉冲，再等待 Echo 从低电平变成高电平，接着记录 Echo 高电平持续时间，最后把时间转换成距离。这个过程把 GPIO 输出、GPIO 输入、微秒计时和数学换算连接到了一起。