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 + 將其顯示到串行監視器上

• 如何在 LCD 上顯示距離

• 將中斷與超聲波傳感器結合使用

編程超聲波傳感器 + 將其顯示到串行監視器上：

在本節結束時，您的項目應如下所示：

如您所見，當我移動手時，距離會發生變化。當我將手移開時，距離也會發生變化——它會增加。當我將手移近傳感器時，距離會縮短。您可能已經注意到，有時距離是一個 3 位數。這是因為我的手離傳感器太近了。發送的聲波迅速反彈，供傳感器讀取。

示意圖：

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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
}

現在，對于void loop()函數，添加以下內容：

 digitalWrite(trigPin, LOW);
 delayMicroseconds(2);

此代碼清除 trigPin。然后，要將引腳設置為高電平 10 微秒，請添加：

 digitalWrite(trigPin, HIGH);
 delayMicroseconds(10);
 digitalWrite(trigPin, LOW);

接下來，編寫以下內容：

 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);

您的代碼應類似于以下內容：

// 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

現在，我們不再將距離顯示在串行監視器上，而是將其顯示在 LCD 上。最后，您的項目應如下所示：

示意圖：

?

?

編碼：

現在，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()函數中添加：

lcd.begin(16,2); 

另外，刪除serial.begin()函數，因為我們不需要與 CPU 通信。現在，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。它應該是這樣的：

您可能已經注意到，當我按下按鈕時，LCD 上的距離會發生變化。這是因為超聲波傳感器僅在按下按鈕時檢查距離。

示意圖：

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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() 函數的引腳。

更新（08/08/2018）：Interrupt()函數實際上可用于引腳 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，請將此行添加到void setup()函數中。

 attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), pin_ISR, FALLING);

我們現在要做的就是從void loop()函數中獲取所有內容并將其添加到另一個函數中，這個函數稱為pin_ISR() 。最后，您的代碼應如下所示：

#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 發表評論，將當前代碼改進為以下內容：

#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！