1.Arduino入门项目1-超声波测距仪（附项目源码库文件电路图材料清单等资料）

Posted 2022-10-29 村头陈师傅

1.Arduino入门项目1-超声波测距仪

（项目源码、库文件、电路图、材料清单等可在文末获取）

设计者：STCode（公众号同名）

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1.Arduino入门项目1-超声波测距仪（附项目源码、库文件、电路图、材料清单等资料）

①项目描述

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本项目使用Arduino、超声波传感器、lcd1602液晶显示屏等器件，实现超声波传感器检测距离，通过Arduino数据分析和处理后，将距离数值显示到lcd1602液晶显示屏上。

②元件介绍

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①HC-SR04超声波传感器

模块描述：

​ 本模块性能稳定，测度距离精确。能和国外的SRF05,SRF02等超声波测距模块相媲美。模块高精度，盲区（2cm）超近,采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号。模块自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。距离=(高电平时间X声速(340m/s))/2。

技术参数：

• 使用电压：DC5V

• 静态电流：小于2mA

• 电平输出：高5V

• 电平输出：底0V

• 感应角度：不大于15度

• 探测距离：2cm-450cm

作用：

该模块在本项目中的作用为进行测距。

②lcd1602液晶显示器

模块描述：

• 标准版：LCD1602字符液晶板，主板采用全新优质 2 行 16 个字符液晶，1602液晶在应用中非常广泛，最初的1602液晶使用的是HD44780控制器，现在各个厂家的1602模块基本上都是采用了与之兼容的IC，所以特性上基本都是一致的。
• IIC版：由于Arduino的I/O口数量有限，如果直接用Arduino的I/O口直接驱动LCD1602，会占用较多的I/O口资源，也不利于连接更多的其他设备。IIC LCD1602转接板可以大大减少需要使用的IO接口，原来的1602屏需要7个IO口才能驱动起来，这个模块可以帮你节省5个IO口。对于 Arduino初学者来说，不必为繁琐复杂液晶驱动电路连线而头疼了，只需两根线就可以实现数据显示，还可以与其它IIC设备连接，可轻松实现数据的记录显示。

技术参数：

• 供电电压：+5V
• 支持I2C协议
• 具有背光灯，和对比度调节电位器
• 4线输出更简单
• 设备地址：0x27 或 0x3F或其他

作用：

本项目使用的为IIC版的lcd1602模块，原因为IIC方式节省引脚，接线比较方便。该模块在本项目中的作用为进行距离数值的显示。

③电路连接

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HC-SR04	Arduino
VCC	+5V
GND	GND
Echo	3
Trig	2

LCD1602	Arduino
VCC	+5V
GND	GND
SDA	A4
SCL	A5

④源代码

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#include <Wire.h>                 //引入库文件
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); //定义lcd对象
int TrigPin = 2;                  //定义超声波传感器引脚
int EchoPin = 3;
float distance;                   //定义距离变量
void setup()

  Serial.begin(9600);             //开启串口
  lcd.init();                     //初始化lcd
  lcd.backlight();                //开启lcd背光
  pinMode(TrigPin, OUTPUT);       //设置超声波传感器引脚模式
  pinMode(EchoPin, INPUT);
  
  lcd.setCursor(0,0);             //设置光标位置
  lcd.print("Distance test");     //显示内容

void loop()

  get_dis();                      //获取距离函数
  lcd_display();                  //lcd显示函数
  delay(500);                     //延时


void get_dis()                    //获取距离子函数

  digitalWrite(TrigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TrigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TrigPin, LOW);
  distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.0; 
  Serial.print(distance);
  Serial.println("cm");


void lcd_display()                //lcd显示子函数

  int dis = int(distance);
  
  lcd.setCursor(0,1);
  if(dis >= 0 && dis < 1000)
  
    lcd.print("Dis:");
    lcd.print(dis);
  
  
  if(dis < 100) lcd.print(' ');
  
  lcd.setCursor(8,1);
  lcd.print("cm");

关键代码解释：

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); //定义lcd对象

该行代码定义了lcd对象，其中0x27为该lcd1602模块的IIC地址，不同商家购买的lcd1602，其地址可能会有所不同，大部分lcd1602的IIC地址为0x27或者0x3F，可以两个地址都进行尝试，如果还是不能显示的话可以咨询商家；代码中的16表示一行有16个位，2表示一共有两行。（还有其他型号的lcd，其显示的行数和列数可以不相同，但是能用同一个库文件，比如lcd2004A等。）

distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.0; 

将距离算成厘米，声音的速度340m/s或29us/cm，脉冲传播出来再折返回来，所以所求对象的距离行程为（高电平时间）/29/2，即/58.

if(dis >= 0 && dis < 1000)
  
    lcd.print("Dis:");
    lcd.print(dis);
  

因为在测距的时候，偶尔会出现测出大于1000cm的情况，正常情况下，HC-SR04的测距在200cm以内，所以大于三位数的数值肯定是不正常的，因此在此做一个限制，在0-1000数值以内的值才会进行显示。

if(dis < 100) lcd.print(' ');

在显示大于三位数的距离数值时，占用了lcd1602的三个位，因此三个位上都有数据，但是当距离变为两位数时，由于在代码中没有编写清屏的语句，因此在显示了两位数时，第三位会仍然显示之前显示的数值，对测距数值形成一定的干扰，因此在这里，当测距为两位数时，在后边显示一个’ '，即显示一个空格，这样就可以覆盖掉之前显示三位数时的个位数数值。

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