esp32s3连接hcsr04超声波模块实现实时测距 并且在ST7789屏幕上显示距离使用Visual Studio Code编程

### 使用 Visual Studio Code 为 ESP32-S3 编程，连接 HC-SR04 进行实时测距并将结果显示在 ST7789 屏幕上 #### 系统概述 本方案旨在利用 ESP32-S3 的强大处理能力，配合 HC-SR04 超声波模块完成距离测量，并通过 ST7789 彩色显示屏动态显示结果。以下是完整的实现方法和代码示例。 --- #### 开发环境准备 1. 安装 **PlatformIO** 插件到 Visual Studio Code。 2. 配置 `platformio.ini` 文件以支持 ESP32-S3 和必要的库： ```ini [env:esp32-s3-devkitc-1] platform = espressif32 board = esp32s3-devkitc-1 framework = arduino monitor_speed = 115200 lib_deps = Adafruit-ST7789-Library @ ^1.6.1 ArduinoJson @ ^6.19.0 ``` --- #### 示例代码 以下是一个完整的代码示例，用于实现 HC-SR04 测距并通过 ST7789 显示： ```cpp #include <Arduino.h> #include <Adafruit_GFX.h> // Core graphics library #include <Adafruit_ST7789.h> // Hardware-specific library for ST7789 #include <SPI.h> // Define pins for HC-SR04 and ST7789 #define TRIGGER_PIN 13 // Trigger pin of HC-SR04 #define ECHO_PIN 14 // Echo pin of HC-SR04 #define TFT_CS 5 // Chip Select pin for ST7789 #define TFT_DC 18 // Data/Command pin for ST7789 #define TFT_RST 19 // Reset pin for ST7789 // Initialize the ST7789 screen Adafruit_ST7789 tft = Adafruit_ST7789(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST); void setup() { Serial.begin(115200); // Start serial communication pinMode(TRIGGER_PIN, OUTPUT); // Set trigger pin as output pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // Set echo pin as input // Initialize the ST7789 display tft.init(240, 240); // Init ST7789 with width=height=240 pixels tft.setRotation(1); // Rotate display orientation if needed tft.fillScreen(ST77XX_BLACK); // Clear the screen by filling it black drawText("Starting...", 50, 100, ST77XX_GREEN); } void loop() { long duration; float distance; // Send a 10us pulse to the trigger pin digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(TRIGGER_PIN, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(TRIGGER_PIN, LOW); // Measure the duration of the echo signal duration = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH); // Calculate the distance based on speed of sound (340 m/s) distance = duration * 0.034 / 2; // Distance in centimeters // Display results both via serial and on the ST7789 screen Serial.printf("Distance: %.2f cm\n", distance); updateDisplay(distance); delay(500); // Wait before next measurement } /** * Function to clear previous text and redraw new content. */ void drawText(const char* text, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color) { tft.setCursor(x, y); tft.setTextColor(color); tft.setTextSize(2); tft.setTextWrap(false); tft.print(text); } /** * Update the ST7789 display with current distance information. */ void updateDisplay(float distance) { tft.fillScreen(ST77XX_BLACK); // Clear the screen first String distStr = String(distance, 2); // Format distance to two decimal places distStr += " cm"; // Append unit label // Center-align the text vertically and horizontally uint16_t strWidth = tft.textWidth(distStr.c_str()); uint16_t strHeight = tft.fontHeight(); uint16_t centerX = (tft.width() - strWidth) / 2; uint16_t centerY = (tft.height() - strHeight) / 2; drawText(distStr.c_str(), centerX, centerY, ST77XX_WHITE); } ``` --- #### 功能详解 1. **HC-SR04 距离测量** - 使用 `pulseIn()` 函数检测回响信号的高电平持续时间[^1]。 - 基于声音传播速度 \(v = 340 \text{m/s}\)，计算实际距离公式为：\[ \text{distance} = \frac{\text{duration} \times v}{2 \times 1e6} \] 2. **ST7789 显示屏管理** - 初始化屏幕分辨率设为 \(240 \times 240\) 像素。 - 更新界面时先清屏 (`fillScreen`)，再绘制新内容以保持画面整洁[^3]。 3. **优化用户体验** - 添加延迟防止频繁刷新造成视觉疲劳。 - 文字居中对齐提升美观度。 --- #### 注意事项 - 确保硬件接线无误，尤其是电源电压匹配问题（HC-SR04 推荐使用 \(5V\) 输入）。 - 若发现测量误差较大，可能源于外部干扰或超声波反射面不平整[^2]。 --- ###