資料介紹
描述
該項目將向您展示如何使用超聲波傳感器計算距離。它將分為三個部分:
- 編程超聲波傳感器 + 將其顯示到串行監(jiān)視器上
- 如何在 LCD 上顯示距離
- 將中斷與超聲波傳感器結(jié)合使用
編程超聲波傳感器 + 將其顯示到串行監(jiān)視器上:
在本節(jié)結(jié)束時,您的項目應(yīng)如下所示:
如您所見,當我移動手時,距離會發(fā)生變化。當我將手移開時,距離也會發(fā)生變化——它會增加。當我將手移近傳感器時,距離會縮短。您可能已經(jīng)注意到,有時距離是一個 3 位數(shù)。這是因為我的手離傳感器太近了。發(fā)送的聲波迅速反彈,供傳感器讀取。
示意圖:
?

?
連接到 Gnd 的電線是傳感器上的“Gnd”腳,連接到引腳號的電線。9,是“回聲”腿,連接到引腳號的電線。10 是“Trig”腳,連接到 5v 的電線是“Vcc”腳。
編碼:
首先,將其添加到代碼的開頭。
// defines pins numbers
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
其次,我們需要定義變量。
long duration;
int distance;
在void setup()函數(shù)中,我們需要聲明每個引腳的輸入/輸出。我們還需要啟動串行通信。
void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
Serial.begin(9600); // Starts the serial communication
}
現(xiàn)在,對于void loop()函數(shù),添加以下內(nèi)容:
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
此代碼清除 trigPin。然后,要將引腳設(shè)置為高電平 10 微秒,請?zhí)砑樱?/font>
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
接下來,編寫以下內(nèi)容:
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
此行讀取 echoPin,以微秒為單位返回聲波傳播時間。
最后,要計算距離并將其打印到您的串行監(jiān)視器上,請將其寫入您的代碼。
distance = duration * 0.034 / 2;
Serial.print("Distance: ");
Serial.println(distance);
delay(10);
您的代碼應(yīng)類似于以下內(nèi)容:
// defines pins numbers
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
// defines variables
long duration;
int distance;
void setup() {
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
Serial.begin(9600); // Starts the serial communication
}
void loop() {
// Clears the trigPin
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
// Sets the trigPin on HIGH state for 10 micro seconds
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
// Reads the echoPin, returns the sound wave travel time in microseconds
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
// Calculating the distance
distance = duration * 0.034 / 2;
// Prints the distance on the Serial Monitor
Serial.print("Distance: ");
Serial.println(distance);
delay(10);
}
如果您的代碼有效,那就太好了。但如果沒有,那么您可能需要檢查以下內(nèi)容:
- 電路接線是否正確。
- 你是否有相同的串口和串口連接(9600)。
- 如果您的超聲波傳感器工作正常。
如何在 LCD 上顯示距離
現(xiàn)在,我們不再將距離顯示在串行監(jiān)視器上,而是將其顯示在 LCD 上。最后,您的項目應(yīng)如下所示:
示意圖:

?
?
編碼:
現(xiàn)在,將其添加到代碼的開頭。
#include <LiquidCrystal.h> // includes the LiquidCrystal Library
LiquidCrystal lcd(
要顯示 2 種不同類型的距離,請將“ int distance”更改為以下內(nèi)容:
int distanceCm, distanceInch;
這意味著 LCD 將以厘米和英寸為單位顯示距離。接下來,在void setup()函數(shù)中添加:
lcd.begin(16,2);
另外,刪除serial.begin()函數(shù),因為我們不需要與 CPU 通信。現(xiàn)在,要計算以英寸為單位的距離,我們需要添加以下代碼。
distanceInch = duration * 0.0113 / 2; /*remember to change the 'distance' variable
into distanceCm*/
添加此代碼以將距離打印到 LCD 上。
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distanceCm);
lcd.print("cm ");
delay(10);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distanceInch);
lcd.print("inch ");
delay(10);
在此代碼中,光標設(shè)置為 LCD 上的第 0 行、第 0 列。然后,將顯示“距離:”一詞,在其旁邊,LCD 上將打印以厘米為單位的距離。與以英寸為單位的距離相同,但將向下一行。您的代碼應(yīng)如下所示:
#include
LiquidCrystal lcd(1,3,4,5,6,7);
// defines pins numbers
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
// defines variables
long duration;
int distanceCm, distanceInch;
void setup() {
lcd.begin(16,2);
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
}
void loop() {
// Clears the trigPin
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distanceCm = duration * 0.034 / 2;
distanceInch = duration * 0.0113 / 2;
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distanceCm);
lcd.print("cm ");
delay(10);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distanceInch);
lcd.print("inch ");
delay(10);
}
。
- 檢查您的代碼是否正確。
- 檢查您的電路和 LCD 接線是否正確。
將中斷與超聲波傳感器結(jié)合使用:
在項目的這一部分中,您將使用中斷來控制傳感器何時測量距離。它應(yīng)該是這樣的:
您可能已經(jīng)注意到,當我按下按鈕時,LCD 上的距離會發(fā)生變化。這是因為超聲波傳感器僅在按下按鈕時檢查距離。
示意圖:
?

我將按鈕連接到 Arduino 板上的 2 號引腳,因為它和 3 號引腳是唯一可以使用 interrupt() 函數(shù)的引腳。
更新(08/08/2018):Interrupt()函數(shù)實際上可用于引腳 18、19、20 和 21 以及引腳 2 和 3。感謝 Walter Stroebel 指出這一點。
編碼:
首先,我們需要說明按鈕所連接的引腳,因此將其添加到代碼的開頭。
const int buttonPin = 2;
然后,要添加interrupt()函數(shù),請將此行添加到void setup()函數(shù)中。
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), pin_ISR, FALLING);
我們現(xiàn)在要做的就是從void loop()函數(shù)中獲取所有內(nèi)容并將其添加到另一個函數(shù)中,這個函數(shù)稱為pin_ISR() 。最后,您的代碼應(yīng)如下所示:
#include
LiquidCrystal lcd(1,3,4,5,6,7);
// defines pins numbers
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
const int buttonPin = 2;
// defines variables
long duration;
int distanceCm, distanceInch;
void setup() {
lcd.begin(16,2);
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
pinMode(buttonPin, INPUT);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), pin_ISR, FALLING);
}
void loop() {
}
void pin_ISR(){
// Clears the trigPin
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distanceCm = duration * 0.034 / 2;
distanceInch = duration * 0.0113 / 2;
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distanceCm);
lcd.print("cm ");
delay(10);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distanceInch);
lcd.print("inch ");
delay(10);
}
更新(08/08/2018)Walter Stroebel 發(fā)表評論,將當前代碼改進為以下內(nèi)容:
#include
LiquidCrystal lcd(1,3,4,5,6,7);
// defines pins numbers
volatile bool buttonPressed = false;
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
const int buttonPin = 2;
// defines variables
long duration;
int distanceCm, distanceInch;
void setup() {
lcd.begin(16,2);
pinMode(trigPin, OUTPUT); // Sets the trigPin as an Output
pinMode(echoPin, INPUT); // Sets the echoPin as an Input
pinMode(buttonPin, INPUT);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), pin_ISR, FALLING);
}
void loop() {
if (buttonPressed) {
// Clears the trigPin
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distanceCm = duration * 0.034 / 2;
distanceInch = duration * 0.0113 / 2;
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distanceCm);
lcd.print("cm ");
delay(10);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distanceInch);
lcd.print("inch ");
delay(10);
buttonPressed = false;
}
}
void pin_ISR(){
buttonPressed = true;
}
// I would like to thank Walter Stroebel for suggesting this code.
這段代碼更好,因為它更短意味著中斷將更好地工作并且可以同時使用更多。
如果您的代碼不起作用,請檢查以下內(nèi)容:
- 如果您已正確連接 LCD、按鈕和傳感器。
- 如果你的代碼寫對了。
希望你玩得開心。祝未來的項目好運!
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