树莓派 Pico 与 HC-SR04 超声波传感器测距教程：从零开始完整指南
超声波传感器是一种通过声波脉冲与简单时间计算来测量前方物体距离的常用电子模块。本教程将带你使用树莓派 Pico（基于 RP2040 芯片的微控制器开发板）与HC-SR04 超声波测距模块，逐步搭建硬件电路并编写 MicroPython 代码，实现实时距离测量。即使你是刚接触嵌入式开发的新手，也能轻松跟随完成。
所需材料清单
- 树莓派 Pico 一块
- HC-SR04 超声波传感器 一个
- 杜邦线 若干（公对母或公对公，根据接线方式选择）
- 面包板 或 Pico 扩展板（可选，便于连接）
HC-SR04 超声波传感器引脚功能说明
HC-SR04 共有四个引脚，每个引脚的作用如下：
- VCC 引脚：为传感器供电。通常需要 5V 直流电源。
- Trig 引脚：触发信号输入。当接收到 高电平（5V） 脉冲时，传感器开始发射超声波。
- Echo 引脚：回波信号输出。当超声波遇到物体反射回来，传感器会在该引脚上产生一个 高电平脉冲，脉冲宽度对应往返时间。
- GND 引脚：接地，连接到电路的 0V 参考点。
HC-SR04 测距工作原理（核心原理）
理解测距流程有助于编写正确的程序。整个过程分为三个步骤：
- 树莓派 Pico 向 Trig 引脚 发送一个持续 10 微秒（10μs） 的高电平脉冲。
- HC-SR04 接收到脉冲后，立即发射超声波，并同时将 Echo 引脚 置为高电平。随后传感器等待反射回来的超声波。
- 当传感器检测到返回的超声波时，立即将 Echo 引脚 置为低电平。
从上述过程可知：Echo 高电平持续的时间 = 超声波从发射到返回的总时间。
硬件接线图（按图连接）
请对照下图进行接线，注意 Pico 的 3V3 引脚只能输出 3.3V 电压，但 HC-SR04 的 VCC 要求 5V。实际应用中，许多教程采用 5V 供电，但这里为了简化，我们将 VCC 接到 Pico 的 3V3 引脚。如果传感器工作不稳定，建议使用 5V 供电（例如从 Pico 的 VBUS 引脚获取 5V）。
- Pico 的 3V3 引脚 → 超声波传感器的 VCC 引脚
- Pico 的 GND 引脚 → 超声波传感器的 GND 引脚
- Pico 的 GPIO 3 引脚 → 超声波传感器的 Trig 引脚
- Pico 的 GPIO 2 引脚 → 超声波传感器的 Echo 引脚