这是超声波模块与Arduino开发板的连接图，同时还有一个LED与Arduino开发板相连，其实这里的LED与超声波模块没有任何关系，只是通过由超声波模块改装的声控开关来控制LED。
超声波模块有如下4个管脚：
（1）VCC：接Arduino开发板的5v管脚
（2）Trig：发射超声波的管脚，需要接在数字管脚上，本例接在10号管脚，当10号管脚处于高电平时发射超声波
（3）Echo：接收超声波的关键，需要接在数字管脚上，本例接在9号管脚，当9号管脚处于高电平时，会等待超声波返回，如果接收到超声波，9号管脚就会自动变成低电平，这时会返回计时器中的时间（超声波的往返时间）
（4）GND：接Arduino开发板的GND管脚（接地）
LED很简单，正极接到7号数字管脚，负极接地（GND）
本例将5V接到了面包板上，所以可以将VCC直接接到面包板上。
如果大家不了解面包板的用法，可以看这个视频：
【Arduino实验室】无需编写一行代码，用按键控制LED，Arduino初学者入门首选
3. 先从测距开始
还是先上代码吧！
void loop() { digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(5); // 发射超声波 digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(5); // 这个distance就是距离，超声波返回时，pulseIn函数会返回计时器的时间，单位：微秒 int distance = pulseIn(echoPin, HIGH) * 340 / 2 / 1000 delay(40); }
这段测距代码一共就6行，其实就是先设置trip管脚低电平，然后再设置高电平，让超声波模块发射超声波。然后通过pulseIn函数将echo管脚设置高电平，等待超声波的返回，如果返回，pulseIn函数会返回时间（单位：微秒），本例计算得到的distance的单位是毫米。
看看，是不是很简单呢？
4. 如何将超声波改造成声控开关
测距很容易理解，那么如果将超声波模块变成声控开关呢？其实也并不复杂，这里用了一个技巧和一个状态机的算法，一共也就十几行代码。
测量距离肯定有远近。如300毫米和600毫米肯定是有差距的，肉眼也是可见的，也可以感知到。而这里的声控开关，其实并不是你要大喊一声：芝麻开门。超声波你也发不出，也听不见。这里的声控是指让超声波感知你的存在。
从前面的视频可以看出，将手在超声波模块前滑动，如果手正好在超声波模块的前面，那么测量的距离肯定要小于手不在超声波模块前的距离，其实这就是一个二值逻辑。利用测量距离的变化，可以判断手是否在超声波模块的前面。因此，这里需要设置一个阈值，如果测量的距离小于这个阈值，说明手在超声波模块的前面，如果大于这个阈值，说明手没在超声波模块的前面。
不过这里还有一个问题，由于loop函数是不断循环的，所以如果你的手一直在超声波模块的前面，那么就会一直触发“开”这个动作，因此需要使用状态机来屏蔽这种情况，也就是说，只有上一个状态是“关”时，才会检测当前状态是否为“开”。完整的实现代码如下：
// 单超声波实现 #include <SoftwareSerial.h> #define LED 7 int trigPin = 10; // 发射管脚 int echoPin = 9; // 接收管脚 int distance = 0; int state = 0; // 用于控制状态机的状态 bool led_state = false; // false:灭 true：亮 void setup() { pinMode(LED, OUTPUT); pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); digitalWrite(LED, LOW); Serial.begin(9600); while (!Serial) { } Serial.println("hello world!"); }
void loop() {
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(5);
distance = pulseIn(echoPin, HIGH) * 340 / 2 / 1000;
// 状态：关
if (state == 0) {
// 判断距离是否小于300毫米
if (distance < 300) {
state = 1; // 如果小于300毫米，说明手正好在超声波模块起那么，将状态设置为开
}
} else if (state == 1) { // 状态：开
// 如果距离大于等于300毫米，说明手不在超声波模块前面，状态设置为关
if (distance >= 300 ) {
state = 0;
// 当手不在超声波模块前面时，根据LED当前的状态，决定是关闭LEd，还是点亮LED
if(led_state) {
led_state = false;
digitalWrite(LED, LOW);
} else {
led_state = true;
digitalWrite(LED, HIGH);
}
}
}
delay(40);
}
5. 再加一个超声波开关
如果嫌不过瘾，可以再加一个超声波开关，连接方式同上，控制两个超声波开关的代码如下：
#include <SoftwareSerial.h>
#define LED1 8 #define LED2 7 int trigPin1 = 10; // 发射管脚 int echoPin1 = 9; // 接收管脚 int trigPin2 = 13; // 发射管脚 int echoPin2 = 12; // 接收管脚
int distance = 0; int state1 = 0; int state2 = 0; bool led_state1 = false; // false:灭 true：亮 bool led_state2 = false; // false:灭 true：亮 void setup() {
pinMode(LED1, OUTPUT); pinMode(LED2, OUTPUT);
pinMode(trigPin1, OUTPUT);
pinMode(echoPin1, INPUT);
pinMode(trigPin2, OUTPUT);
pinMode(echoPin2, INPUT);
digitalWrite(LED1, LOW);
digitalWrite(LED2, LOW);
Serial.begin(9600);
while (!Serial) {
}
Serial.println("hello world!");
}
void loop() {
// 处理第1个超声波开关
digitalWrite(trigPin1, LOW); // 高电平发射超声波， 但要先设置为低电平。 就像打开灯，需要先关闭灯，才能打开
delayMicroseconds(5);
digitalWrite(trigPin1, HIGH);
delayMicroseconds(5);
distance = pulseIn(echoPin1, HIGH) * 340 / 2 / 1000;
if (state1 == 0) { if (distance < 300) { state1 = 1; } } else if (state1 == 1) { if (distance > 300 ) { state1 = 0; if(led_state1) { led_state1 = false; digitalWrite(LED1, LOW);
} else { led_state1 = true; digitalWrite(LED1, HIGH); }
} } // 处理第2个超声波开关 digitalWrite(trigPin2, LOW); // 高电平发射超声波， 但要先设置为低电平。 就像打开灯，需要先关闭灯，才能打开 delayMicroseconds(5); digitalWrite(trigPin2, HIGH); delayMicroseconds(5);
distance = pulseIn(echoPin2, HIGH) * 340 / 2 / 1000;
if (state2 == 0) { if (distance < 300) { state2 = 1; } } else if (state2 == 1) { if (distance > 300 ) { state2 = 0; if(led_state2) { led_state2 = false; digitalWrite(LED2, LOW);
} else { led_state2 = true; digitalWrite(LED2, HIGH); }
} } delay(40);
}
这段代码通过一个数字管脚控制多个LED，两个数字管脚控制两组LED。所以首先需要将面包板与数字管脚连接，然后这些LED连接到面包板上，如下图所示。ok，现在可以尽情滴玩耍了。
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