超声波测距仪是电子爱好者入门和教学演示中的经典项目。借助TpyBoard开发板和Micropython编程语言，我们可以快速实现一个功能完整、易于理解的测距装置。本教程将详细介绍其工作原理、硬件连接和代码实现，非常适合在“电子产品世界”等论坛分享或作为教学演示用品。

本项目使用HC-SR04超声波传感器和TpyBoard（一款兼容Micropython的开发板）来测量前方障碍物的距离。HC-SR04模块通过发射超声波并接收回波，根据时间差计算距离。其公式为：距离 = (声速 × 时间差) / 2。声速在常温下约为340米/秒。

将HC-SR04模块与TpyBoard按以下方式连接（以TpyBoard的GPIO引脚为例，请根据具体板型调整）：

注意：部分HC-SR04模块工作电压为5V，若TpyBoard的IO口为3.3V电平，可能需要电平转换电路或使用电阻分压，以避免损坏开发板。

在TpyBoard上运行以下代码。确保开发板已刷入Micropython固件，并能通过串口工具（如PuTTY、Thonny）连接。

`python from machine import Pin, Timer import time

初始化引脚

trig = Pin(15, Pin.OUT) # 触发引脚，输出
echo = Pin(2, Pin.IN) # 回波引脚，输入

定义测量函数

def measure_distance():
# 确保触发信号为低电平起始

trig.low()
time.sleep_us(2)
# 发送一个10微秒的高脉冲作为触发信号

trig.high()
time.sleep_us(10)
trig.low()

# 等待回波引脚变为高电平（开始接收回波）

while echo.value() == 0:
pass
pulsestart = time.ticksus() # 记录回波开始时间

# 等待回波引脚变为低电平（回波结束）

while echo.value() == 1:
pass
pulseend = time.ticksus() # 记录回波结束时间

# 计算时间差（微秒）

pulseduration = time.ticksdiff(pulseend, pulsestart)

# 计算距离：时间差 * 声速(340 m/s) / 2，转换为厘米

distancecm = (pulseduration * 0.034) / 2

return distance_cm

while True:
dist = measure_distance()
# 通常有效测距范围为2cm-400cm，可做简单过滤

if dist > 2 and dist < 400:
print("距离： {:.2f} cm".format(dist))
else:
print("测量值超出有效范围或无效")
time.sleep(1) # 每秒测量一次
`

增加显示：连接一个I2C接口的OLED屏幕，将距离数值实时显示出来，视觉效果更直观。
增加报警：当距离小于设定阈值（如20厘米）时，让板载LED闪烁或蜂鸣器鸣响，实现简易防撞报警。
数据上报：利用TpyBoard的Wi-Fi功能，将距离数据上传到物联网平台，实现远程监控。
教学重点：在演示时，可以重点讲解超声波测距的物理原理、时间差测量方法、Micropython的GPIO控制以及简单的数据处理（如单位换算、范围过滤）。通过改变障碍物的位置，让学生直观理解传感器的工作原理和程序运行逻辑。