人、設(shè)備或車輛或移動物體的路徑中物體的距離測量被用于機(jī)器人運(yùn)動控制、車輛控制、盲人手杖、醫(yī)療設(shè)備等大量應(yīng)用中。有很多可用于距離測量的方法，但使用超聲波傳感器進(jìn)行測量是其他選項(xiàng)中最便宜的方法之一。在這個項(xiàng)目中，我們將使用HC-SR04 超聲波傳感器與 ATtiny85 微控制器 IC 和 OLED 顯示模塊來構(gòu)建數(shù)字超聲波尺。

　　超聲波尺所需組件

　　閣樓85 IC

　　HC-SR04 超聲波傳感器

　　I 2 C OLED顯示模塊

　　AMS1117 5V 穩(wěn)壓器

　　3×10KΩ電阻

　　1× 10 μf 電容器

　　9V電池

　　超聲波數(shù)字尺電路圖

　　使用 ATtiny85的超聲波尺原理圖如下：

　　上圖顯示了超聲波傳感器和 OLED 顯示器與 Attiny85 IC 接口的電路圖。OLED Display 和 ATtiny85 之間的接口必須使用 I2C 協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。因此，ATtiny85 的 SCL 引腳 （PB2） 連接到 OLED 顯示器的 SCL 引腳。同樣，ATtiny85 的 SDA 引腳 （PB0） 連接到 OLED 顯示器的 SDA 引腳。超聲波傳感器的 Echo 和 Trig 引腳分別連接到 ATtiny85 的 PB3 和 PB4 引腳。最后，為所有組件供電，我們使用了 9V 電池。然后使用 AMS117-5V 穩(wěn)壓器將此 9V 轉(zhuǎn)換為 5V。

　　注意：按照我們之前的教程使用 Digispark Bootloader 直接通過 USB 編程 ATtiny85 IC 或使用 Arduino 編程 ATtiny85對 ATtiny85 IC 進(jìn)行編程。

　　超聲波尺PCB制作

　　現(xiàn)在我們有了原理圖，我們可以繼續(xù)使用 ATtiny85 為超聲波測距儀布置 PCB 。您可以使用您選擇的任何 PCB 軟件來設(shè)計 PCB。

　　下面是超聲波標(biāo)尺PCB頂層和底層的3D模型視圖：

　　組裝 Attiny85 超聲波標(biāo)尺 PCB

　　幾天后，我們收到了整齊包裝的 PCB，PCB 質(zhì)量一如既往地好。板子的頂層和底層如下圖所示：

　　在確保軌道和腳印是正確的之后。我繼續(xù)組裝PCB。完全焊接的板如下所示：

　　ATtiny85超聲波尺碼說明

　　文檔末尾給出了完整的 Arduino 計步器代碼。在這里，我們將解釋代碼的一些重要部分。

　　該代碼使用TinyWireM.h和TinyOzOLED.h庫。TinyWireM 庫可以從 Arduino IDE 中的庫管理器下載并從那里安裝。為此，打開 Arduino IDE 并轉(zhuǎn)到Sketch 《 Include Library 《 Manage Libraries。現(xiàn)在搜索TinyWireM.h并安裝 Adafruit 的TinyWireM庫。

　　而TinyOzOLED.h庫可以從給定的鏈接下載。

　　將庫安裝到 Arduino IDE 后，通過包含所需的庫文件來啟動代碼。

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#include "TinyWireM.h"
#include "TinyOzOLED.h"

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在接下來的幾行中，定義超聲波傳感器引腳。我們已經(jīng)定義了超聲波傳感器的觸發(fā)和回波引腳，如下所示。

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常量 int trigPin = 4; //P4
int echoPin = 3; //P3

?

然后是setup()函數(shù)。這是我們將 ATtiny85 引腳定義為輸入/輸出并開始 ATtiny85 和 OLED 之間的通信的地方。

?

無效設(shè)置（）{
  TinyWireM.begin();
  ozOled.init();
  OzOled.clearDisplay();
  OzOled.setNormalDisplay();
  OzOled.sendCommand(0xA1);      
  OzOled.sendCommand(0xC8);
  pinMode（trigPin，輸出）；
}

?

現(xiàn)在在loop()函數(shù)中，我們首先使用超聲波傳感器測量距離，然后將其顯示在 OLED 顯示屏上。要使用超聲波傳感器測量距離，首先，您必須將觸發(fā)引腳設(shè)置為LOW 狀態(tài) 2 μs 以確保清晰。現(xiàn)在要生成超聲波，將trigPin設(shè)置為高電平 10 μs。之后，使用pulseIn()函數(shù)讀取行程時間并將讀數(shù)存儲到名為“duration”的變量中。pulseIn()函數(shù)有2個參數(shù)，第一個是echo pin的名字，第二個是echo pin的狀態(tài)。然后在獲得距離后，我們將其顯示在 OLED 顯示屏上。

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數(shù)字寫入（trigPin，低）；
延遲微秒（2）；
digitalWrite(trigPin, HIGH);
延遲微秒（10）；
數(shù)字寫入（trigPin，低）；
pinMode（echoPin，輸入）；
持續(xù)時間=脈沖輸入（回聲針，高）；
cm = 微秒到厘米（持續(xù)時間）；
OzOled.printString("距離：", 3, 4);
OzOled.printNumber(cm, 0, 12, 4);

?

　　測試我們的超聲波標(biāo)尺

　　組裝好 PCB 并編程 ATtiny85 進(jìn)行距離測量后，我們現(xiàn)在可以測試超聲波尺了。為此，使用 9V 為電路板供電并等待測量的距離顯示在 OLED 顯示屏上。您可以使用刻度尺或卷尺檢查測量的距離是否正確。

　　#include “TinyWireM.h”

　　#include “TinyOzOLED.h”

　　const int trigPin = 4; //P4

　　int echoPin = 3; //P3

　　int 持續(xù)時間，cm；

　　void setup（） {

　　TinyWireM.begin（）;

　　ozOled.init（）;

　　OzOled.clearDisplay（）;

　　OzOled.setNormalDisplay（）;

　　OzOled.sendCommand（0xA1）; // 設(shè)置方向

　　OzOled.sendCommand（0xC8）;

　　pinMode（trigPin，輸出）；

　　}

　　void loop（）

　　{

　　//OzOled.clearDisplay（）;

　　數(shù)字寫入（trigPin，低）；

　　延遲微秒（2）；

　　digitalWrite（trigPin， HIGH）;

　　延遲微秒（10）；

　　數(shù)字寫入（trigPin，低）；

　　//設(shè)置輸入引腳，并在uS

　　pinMode（echoPin，INPUT）中接收持續(xù)時間；

　　持續(xù)時間=脈沖輸入（回聲針，高）；

　　// 將脈沖傳播時間轉(zhuǎn)換為距離

　　cm = microsecondsToCentimeters（duration）;

　　顯示OLED（）；

　　延遲（1000）；

　　OzOled.clearDisplay（）;

　　}

　　void displayOLED（） {

　　OzOled.printString（“距離：”， 3， 3）;

　　OzOled.printNumber（cm， 0， 12， 3）;

　　OzOled.printString（“（在 CM 中）”， 5， 5）;

　　}

　　long microsecondsToCentimeters（long microseconds）

　　{

　　// 聲速為 340 m/s （29 us/cm）

　　return microseconds / 29 / 2;

　　}