Объяснить функцию pulseIn с помощью arduino и ультразвукового датчика

дорогие инженеры.. я застрял с этой проблемой, не мог понять.. пожалуйста, помогите с объяснениями.

сначала я был расстроен отклонениями показаний ультразвукового датчика, то есть я осматриваю свой датчик в помещении и в спокойной обстановке, так что же делает эти шумные выходные показания??!!!

поэтому я попытался разобраться в функции pulseIn и отследить время выполнения каждой инструкции в коде.. прочитав библиотеку.., я решил использовать функцию pulseInLong. ниже приведен результат некоторых итераций, рассчитанных в микросекундах:

Ultrasonic Sensor HC-SR04 Test
with Arduino UNO R3
Start ~ trig LOW  ~ 10us delay ~ trig High ~ 10us delay~ trig High ~   pulseIn    ~   Duration
0           8           12          8           12          4           7352            137976
4           4           12          8           12          8           7336            137960
4           8           12          8           12          8           7352            137976
4           8           12          8           12          8           7356            137980
4           8           12          8           12          8           7352            137976
4           8           12          8           12          8           7356            137980
4           8           12          8           12          8           7360            137984
4           8           12          8           12          8           7364            137996
0           8           12          8           12          8           7364            137992
4           8           12          8           12          8           7372            137996
4           8           12          4           12          8           7380            138004
0           4           12          8           12          8           7372            137996
0           4           12          8           12          8           7348            137968
4           8           12          4           12          8           7372            137996
4           8           12          8           12          4           7376            138004
4           8           12          8           12          8           7380            138008
0           8           12          8           8           8           7352            137980
4           8           12          4           12          8           7352            137976
4           8           12          4           12          8           7368            137992
4           8           12          8           12          8           7340            137964
4           8           12          4           12          8           7352            137980
4           8           12          4           12          8           7360            137984
12          8           12          8           12          8           7368            137996
4           8           12          8           12          8           7348            137972
4           8           12          8           12          12          7360            137984
0           8           12          8           12          8           7344            137968
4           8           12          8           12          8           7352            137976
4           8           12          8           12          8           7364            137988
4           8           12          4           12          8           7360            137984
4           8           12          8           12          4           7372            138000

сначала я задался вопросом, почему для одной и той же инструкции разное время выполнения??! например, digitalWrite(триг_пин,НИЗКИЙ или высокий) варьируется в диапазоне 4 ~ 12 микросекунд!!????

более странно, когда я обнаружил, что прошло время после задержки 10 секунд, функция micros() показывает только 8 мкс??!!!

все это в диапазоне 16 мкс, поэтому я ожидал, возможно, из-за некоторых циклов команд или неточных часов...и т. Д.

но шорты я в шоке, когда прочитал это huuuuuge разница в pulseIn время измерения; я сбросил таймер перед функцией и сразу после нее, так что я получил истекшее время в диапазоне 7350 us. в то же время результирующее измеренное время от функции в диапазоне 138000 us?????!!!!!!

имейте в виду, что pulseInLong-это блокировка function..as вы увидите ниже, что он зацикливается в цикле времени до тайм-аута (так что возвращайте 0) или импульс, сгенерированный и измеренный до тайм-аута, а затем возвращает истекшее время импульса.

сначала я заподозрил в этом количестве, может быть, не микросекунды. внимательно изучил функцию, ??!!! я нашел его, используя точную функцию micros (), которую я делаю в коде?

 * this function relies on micros() so cannot be used in noInterrupt() context
 */
unsigned long pulseInLong(uint8_t pin, uint8_t state, unsigned long timeout)
{
    // cache the port and bit of the pin in order to speed up the
    // pulse width measuring loop and achieve finer resolution.  calling
    // digitalRead() instead yields much coarser resolution.
    uint8_t bit = digitalPinToBitMask(pin);
    uint8_t port = digitalPinToPort(pin);
    uint8_t stateMask = (state ? bit : 0);

    unsigned long startMicros = micros();

    // wait for any previous pulse to end
    while ((*portInputRegister(port) & bit) == stateMask) {
        if (micros() - startMicros > timeout)
            return 0;
    }

    // wait for the pulse to start
    while ((*portInputRegister(port) & bit) != stateMask) {
        if (micros() - startMicros > timeout)
            return 0;
    }

    unsigned long start = micros();
    // wait for the pulse to stop
    while ((*portInputRegister(port) & bit) == stateMask) {
        if (micros() - startMicros > timeout)
            return 0;
    }
    return micros() - start;
}

в любом случае ... я не хочу затягивать эту историю.. может кто-нибудь объяснить мне, что происходит, пожалуйста?!

спасибо

вот код arduino, который я использовал

#define trigPin 3 //attach pin D3 Arduino to pin Trig of HC-SR04


// defines variables
long duration; // variable for the duration of sound wave travel
int distance; // variable for the distance measurement

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:

  pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an OUTPUT
  pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an INPUT
  Serial.begin(9600); // // Serial Communication is starting with 9600 of baudrate speed

  Serial.println("Ultrasonic Sensor HC-SR04 Test"); // print some text in Serial Monitor
  Serial.println("with Arduino UNO R3");
  Serial.println("Start ~ trig LOW   ~   10us delay   ~   trig High   ~   10us delay   ~   trig High    ~    pulseIn    ~   Duration");

}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  // Clears the trigPin condition
  int indx = 0;
  int arr[7] = {0};
  double last = micros();

  arr[indx] = micros() - last;
  indx++;
  last = micros();

  digitalWrite(trigPin, LOW);

  arr[indx] = micros() - last;
  indx++;
  last = micros();

  delayMicroseconds(10);

  arr[indx] = micros() - last;
  indx++;
  last = micros();
  // Sets the trigPin HIGH (ACTIVE) for 10 microseconds

  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  arr[indx] = micros() - last;
  indx++;
  last = micros();

  delayMicroseconds(10);
  arr[indx] = micros() - last;
  indx++;
  last = micros();

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  arr[indx] = micros() - last;
  indx++;
  last = micros();

  // Reads the echoPin, returns the sound wave travel time in microseconds
  duration = pulseInLong(echoPin, HIGH);
  arr[indx] = micros() - last;

  // Calculating the distance
  distance = duration * 0.034 / 2; // Speed of sound wave divided by 2 (go and back)
  // Displays the distance on the Serial Monitor

  for (int i = 0; i <= indx; i++)
  {
    Serial.print(arr[i]);
    Serial.print("     \t    ");
  }
  Serial.print(duration);
  Serial.println();

}