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前言

HCSR04超声波传感器凭借其非接触式测距特性，在机器人避障、液位检测等领域广泛应用。本文将以将以ESP32-S3-DevKitC-1开发板为核心，详解传感器工作原理、硬件连接方案，并提供OLED屏显扩展方案。相比红外测距模块，HCSR04的有效测量范围可达2cm-450cm，精度提升约30%。

一、硬件准备

1.1 器件对比

1.2 接线方案

接线示意：
VCC -> 5V
TRIG -> 19（数字输出）
ECHO -> 20（数字输入）
GND -> GND

注：长距离测量时建议外接独立5V电源

二、驱动实现

2.1 开发环境配置

添加库文件
HCSR04.h（基础驱动库）

2.2核心代码解析

代码如下（示例）：

#include <HCSR04.h>
const byte triggerPin = 19;  
const byte echoPin = 20;     
UltraSonicDistanceSensor sensor(triggerPin, echoPin);

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    pinMode(triggerPin, OUTPUT);  // 必须显式声明引脚模式[1](@ref)
    pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
    float distance = sensor.measureDistanceCm();
    if(distance > 0){  // 数据有效性校验
        Serial.print("Distance: ");
        Serial.print(distance);
        Serial.println(" cm");
    }
    delay(3000);  // 推荐间隔≥60ms保证声波衰减[1](@ref)
}

关键函数说明：

sensors.begin()：初始化单总线设备，自动检测连接数量
setResolution(9~12)：调节测量精度（12位时转换需750ms4）
getTempCByIndex(n)：获取第n个传感器的摄氏温度

三、拓展应用

3.1 OLED屏显集成

结合之前发的那篇文章《ESP32-S3+1.3寸OLED》

#include <Arduino.h>
#include <SH1106Wire.h>
 
#define SDA 47
#define SCL 21
 float temp; 

 SH1106Wire display(0x3c,SDA,SCL);
void oledbegin();
void displaysensor() ;
void sensor();
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  oledbegin();
    pinMode(triggerPin, OUTPUT);  // 必须显式声明引脚模式[1](@ref)
    pinMode(echoPin, INPUT);
}
 
void loop() {
sensor();
 displaysensor() ;
 
}


void oledbegin() {
// OLED显示屏初始化检测
if(!display.init()) {                    // 尝试初始化OLED显示屏[1,5](@ref)
  Serial.println("OLED init failed");    // 初始化失败时通过串口输出错误信息
  while (1) delay(100);                 // 进入死循环阻止程序继续执行[1](@ref)
} 
// 初始化成功后执行以下设置
display.flipScreenVertically();          // 将屏幕显示内容垂直翻转（0→180度）[5](@ref)
display.clear();                         // 清空屏幕显示内容和显存缓冲区[4,7](@ref)
display.setFont(ArialMT_Plain_10);      // 设置显示字体为Arial 10号等宽字体[7](@ref)
}

void displaysensor() {
   display.clear();
    display.setFont(ArialMT_Plain_16);
    display.drawString(0, 10, "Distance:");
    display.drawString(70, 30, String(distance) + "cm"); 
    display.display();
}

void sensor() {
  float distance = sensor.measureDistanceCm();
    if(distance > 0){  // 数据有效性校验
        Serial.print("Distance: ");
        Serial.print(distance);
        Serial.println(" cm");
    }
    delay(1000);  // 推荐间隔≥60ms保证声波衰减[1](@ref)
    }

四、常见问题排查

总结

本文是为验证《基于Arduino的ESP32-S3-DevKitC-1对HCSR04传感器的驱动》