如何使用ATtiny85单片机制作便携式超声波测距仪

在很多应用中，经常需要测量物体与人、设备或车辆等之间的距离，例如机器人运动控制、车辆控制、盲人手杖、医疗设备等。测量距离有多种方法，其中使用超声波传感器进行测距是最便宜的方法之一。在本篇文章中，我们将使用ATtiny85单片机和OLED显示模块以及HC-SR04超声波传感器来制作一款超声波数字测距仪。我们在自制了PCB电路板，该电路板可用于距离测量、物体检测和许多其他应用。

所需的组件

●    ATtiny85单片机

●    HC-SR04 超声波传感器

●    I2C OLED 显示模块

●    AMS1117 5V 稳压器

●    3× 10KΩ 电阻

●    1× 10 µf 电容

●    9V电池

超声波测距仪的电路图

使用 ATtiny85 的超声波测距仪示意电路图如下：

上图显示了将超声波传感器和 OLED 显示屏以及 Attiny85单片机连接的电路图。 OLED显示屏和 ATtiny85 之间使用 I2C 协议连接。因此，将ATtiny85的SCL引脚 (PB2) 连接到OLED显示屏的SCL引脚。同样，将ATtiny85的SDA引脚(PB0) 连接到OLED显示屏的SDA引脚。超声波传感器的Echo和Trig引脚分别连接到ATtiny85的PB3和PB4。最后，为了给所有组件供电，我们使用了 9V 电池。然后使用AMS117-5V稳压器将9V转换为5V。

制作超声波测距仪的PCB电路板

现在我们有了原理图，可以继续超声波测距仪制作PCB。您可以使用任何PCB软件来设计 PCB。

以下是超声波测距仪PCB顶层和底层的3D视图：

组装并焊接PCB电路板。完整的电路板如下所示：

ATtiny85超声波测距仪的代码说明

该代码使用了 TinyWireM.h 和 TinyOzOLED.h 库。 TinyWireM 库可以从 Arduino IDE 中的库管理器下载并安装。为此，打开 Arduino IDE 并转到 Sketch -> Include Library -> Manage Libraries。搜索 TinyWireM.h 并安装Adafruit提供的TinyWireM库。

TinyOzOLED.h库可以从以下链接下载：https://github.com/SensorsIot/TinyOzOled/blob/master/TinyOzOLED.cpp 。

将库安装到Arduino IDE后，首先在代码中包含所需的库文件。

1. #include 'TinyWireM.h'
   

2. #include 'TinyOzOLED.h'

接下来，定义超声波传感器的引脚。我们定义了超声波传感器的Trig和Echo引脚，如下所示。

1. const int trigPin = 4; //P4
   

2. int echoPin = 3; //P3

在 setup() 函数中，我们将ATtiny85引脚定义为输入/输出，并开始ATtiny85和OLED之间的通信。

1. void setup() {
   

2.   TinyWireM.begin();
   

3.   OzOled.init();
   

4.   OzOled.clearDisplay();
   

5.   OzOled.setNormalDisplay();
   

6.   OzOled.sendCommand(0xA1);      
   

7.   OzOled.sendCommand(0xC8);
   

8.   pinMode(trigPin, OUTPUT);
   

9. }

在 loop() 函数中，我们首先使用超声波传感器测量距离，然后将其显示在OLED显示屏上。要使用超声波传感器测量距离，首先，您必须将Trig引脚设置为低电平，并保持2 µs。要产生超声波，请将Trig引脚设置为高电平，并保持10 µs。之后，使用pulseIn() 函数读取飞行时间，然后将读数存储到变量duration的中。 pulseIn() 函数有2个参数，第一个是echo引脚的名称，第二个是echo引脚的状态。在获得距离后，我们将其显示在OLED显示屏上。

1. digitalWrite(trigPin, LOW);
   

2. delayMicroseconds(2);
   

3. digitalWrite(trigPin, HIGH);
   

4. delayMicroseconds(10);
   

5. digitalWrite(trigPin, LOW);
   

6. pinMode(echoPin, INPUT);
   

7. duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
   

8. cm = microsecondsToCentimeters(duration);
   

9. OzOled.printString('Distance:', 3, 4);
   

10. OzOled.printNumber(cm, 0, 12, 4);

测试超声波测距仪

组装好PCB并对ATtiny85进行编程后，我们现在可以测试超声波测距仪了。使用 9V 为电路板供电并等待测量的距离显示在OLED显示屏上。您可以使用刻度尺或卷尺来检查测量的距离是否正确。