arduino之arduino uno与超声波传感器的使用

     今天开始玩单片机，选的是Arduino。因为arduino作为单片机入门级别的，使用起来很方便。

     今天做的是加了超声波传感器。

     一般来说，市面上的超声波传感器分为两种：一种是trigger型；一种是寻址发指令型。（这是我自己的定义，如果有错请勿见怪啊！）

    trigger型比较简单，就是通过一个IO口作为Input，通过高低电压驱动这个trigger，超声波开始工作。然后再用pulseIn(EchoPin, HIGH)计算往返时间，再用公式计算距离。这种方法比较单一，简单，这样的超声波价格较低，精度还不错。可以说是物美价廉。下面贴上代码：

const int TrigPin = 2; //用arduino的数字口2定义为Trigpin，用于输入触发
const int EchoPin = 3; //用arduino的数字口3定义为EchoPin，用于返回时间
float cm; //距离
void setup()
{
Serial.begin(9600); //波特率，一般为9600,这里的是串口的，这里用串口实际上是为了用到串口监视器看得到的数据
pinMode(TrigPin, OUTPUT);
pinMode(EchoPin, INPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(TrigPin, LOW); //低高低电平发一个短时间脉冲去TrigPin
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(TrigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TrigPin, LOW);

cm = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.0; //将回波时间换算成cm
cm = (int(cm * 100.0)) / 100.0; //保留两位小数
Serial.print(cm); //用串口监视器。在arduino IDE的tool的serial monitor那里可以看到监视器。上面

//是send，发送数据，下面是数据print的内容（这是串口发送数据出去的内容，这里就用这个来看收到的数

//据）。rx的串口的接收端，tx是发送端。
Serial.print("cm");
Serial.println();
delay(1000);
}

    具体连线：将超声波trigger端和arduino的数字接口2相连，EchoPin端和数字接口3相连，VCC连5v，gnd连地。接着烧入代码，就可以检测到距离了。

   

    另一种是寻址发指令类型的：

    这里要用到TTL串口（RX和TX）或者I2C（wire型，总线类型。可以弄几十个超声波）。

    在这里我就举TTL串口的例子吧！使用的超声波是KS103

    超声波工作原理是主机（就是Uno了）发送指令给超声波，首先是发送超声波的地址，找到地址。如KS103的地址是0xe8，但是uno只能用7位地址的话，就要右移一位了。接着发送指令0x02，这是寄存器，返回的数据就存在里面。然后是指令超声波的工作模式，具体看超声波的文档。下面是代码实现：

#define KS103 0xe8 // default address of KS103 is 0xe8
#define reduce_noise 0x71 // these lines define the data for commands. See data sheat.
#define turn_off_led 0xc1
#define read_distance 0xb0 // distance may be less than 5m .
#define read_brightness 0xa0
#define read_temperature 0xc9
word reading=0; // thease variables are for printing the temperture through Serial.print().
void setup()
{
 Serial.begin(9600); // start Serial transaction

delaydelayMicroseconds(90);

Serial.print(KS103);

delaydelayMicroseconds(90);

Serial.print(0x02);

delaydelayMicroseconds(90);

Serial.print(reduce_noise); // send the noise reduction command to KS103
 delay(2000); // wait for being stabilized 2seconds
}

void loop()
{

Serial.flush();//清空串口缓存
Serial.print(KS103); // measure the distance
delaydelayMicroseconds(90);

Serial.print(0x02);

delaydelayMicroseconds(90);

Serial.print(read_distance);

if(2 <= Serial.available()) // wait the register available
 {
 reading = Serial.read(); // read register 2
 reading = reading << 8; // shift the data read to upper byte
 reading |= Serial.read(); // read the register 2 to lower byte
//数据一般都是16位的，要两次read才可以都会数据

}

delay(250); //wait to be read on the screen of PC.
}

    连线如下：将超声波RX与主机TX相连，TX与主机RX相连。VCC和GND就不用说了。

这样就完成了TTL串口的超声波。当然，这里只用到了测距，没有用到温度传感器和亮度传感器。这种超声波传感器是比较高级的，这些传感器上面也都有。

接下来我说一下I2C的超声波使用：限于篇幅，我就简单地贴贴代码：

#include 
#define KS103 0xe8 // default address of KS103 is 0xe8
#define reduce_noise 0x71 // these lines define the data for commands. See data sheat.
#define turn_off_led 0xc1
#define read_distance 0xb0 // distance may be less than 5m .
#define read_brightness 0xa0
#define read_temperature 0xc9
word reading=0; // thease variables are for printing the temperture through Serial.print().
word reading2=0;
void setup()
{
 pinMode(4,OUTPUT);
 pinMode(5,OUTPUT);
 pinMode(6,OUTPUT);
 pinMode(7,OUTPUT);
 Wire.begin(); // join the TWI as the master
 Serial.begin(9600); // start Serial transaction
 //Wire.begin(KS103);
 KS103_command(reduce_noise); // send the noise reduction command to KS103
 delay(2000); // wait for being stabilized 2seconds
 KS103_command(turn_off_led); // turn off the LED
}

void loop()
{
 digitalWrite(6,LOW);
 digitalWrite(4,HIGH);
 digitalWrite(5,HIGH);
 digitalWrite(7,HIGH);
 Serial.println(KS103_read_command(read_distance)); // measure the distance
 //Serial.print(" ");
 reading = KS103_read_command(read_temperature); // measure the temerature
 reading2 = reading & 0x0f;
 reading = reading >> 4; // shift low byte 4 bits
 Serial.print(reading);
 //Serial.print('.');
 Serial.print(reading2);

Serial.print("deg.");
 Serial.print(" brightness ");
 Serial.print(KS103_read_command(read_brightness)); // measure light
 Serial.println(".");
 delay(250); //wait to be read on the screen of PC.
}

String reading_temperature(){ // read the temperature data
 word reading = KS103_read_command(read_temperature);
 word reading2 = reading & 0x0f;
 reading = reading >> 4; // shift low byte 4 bits
 return (String)reading + (String)reading2;
}

word KS103_read_command(byte command){ // sending the command and read the data in the register
 word reading =0;
 // step 1: instruct sensor to read echoes
 KS103_command(command); // send the command
 // step 2: wait for readings to happen
 delay(10); // wait 1 milliseconds // I'm not sure if this line is neccesary. I mimic the sketch for other TWI devices.
 // step 3: instruct sensor to return a particular echo reading
 Wire.beginTransmission(KS103); // start to transmit with KS103
 Wire.write(byte(0x02)); // register 2 is the gate of receiving the data
 Wire.endTransmission(); // stop transmitting
 // step 4: request reading from sensor
 Wire.requestFrom(KS103, 2); // request the data in the 2nd and thir register of KS103
 // step 5: receive reading from sensor
 if(2 <= Wire.available()) // wait the register available
 {
 reading = Wire.read(); // read register 2
 reading = reading << 8; // shift the data read to upper byte
 reading |= Wire.read(); // read the register 3 to lower byte
 }
 return reading; // return the 16bit data
}

void KS103_command(byte command){ // send the command to KS103
 Wire.beginTransmission(KS103); // start the transmission with KS103
 Wire.write(byte(0x02)); // register 2 Wire.write(byte(0x02));
 Wire.write(command); // send the command to the register 2
 Wire.endTransmission(); // end of transmission
 delay(30);//added by chenyu
}