一、项目介绍

项目采用 NXP FRDM-MCXA153 开发板、 HC-SR04 超声波模块，LCD显示屏NHD-0116AZ-FL-YBW，实现400mm内范围测距且进行串口输出。

软件使用MCUXpresso IDE v25.6.136进行开发。

系统框图

硬件连接原理图：

主要参数：

HC-SR04超声波模块：

工作电压‌5V DC，工作电流：待机小于 2mA，工作时约 15mA；测距范围：‌2cm 至 400cm；测距精度：‌±3mm；超声波频率：‌40kHz；感应角度：不大于 15 度

NHD-0116AZ-FL-YBW液晶模块：

电源 4.7 V ~ 5.5 V；并联接口；字符数量16；显示格式16*1；黄绿背光

工作原理与测距计算

00001. 测距时序流程：

1、单片机给 Trig 引脚发送‌至少 10μs 的高电平脉冲‌触发测距。

2、模块自动发送 8 个 40kHz 超声波脉冲。

3、超声波遇到障碍物反射后被接收器检测。

4、Echo 引脚输出高电平，持续时间与超声波往返时间成正比。‌

00002. 距离计算公式：

1、声速在空气中约‌340m/s‌（常温下）。

2、距离 = (高电平时间 × 声速) ÷ 2，除以 2 是因为声波走了往返路程。

3、简化公式：‌距离 (cm) = 高电平时间 (μs) ÷ 58

软件配置：

HC-SR04超声波模块配置驱动、定时驱动

液晶LCD显示模块配置驱动，状态机显示刷新；

MCXA153的GPIO、TIMER、UART配置端口及功能模块；

超声波模块测距代码：

超声波模块的触发时序。 */

    GPIO_PinWrite(WAVE_GPIO, WAVE_TRIG_PIN, 0U);

    SDK_DelayAtLeastUs(3U, SystemCoreClock);

    GPIO_PinWrite(WAVE_GPIO, WAVE_TRIG_PIN, 1U);

    SDK_DelayAtLeastUs(10U, SystemCoreClock);

    GPIO_PinWrite(WAVE_GPIO, WAVE_TRIG_PIN, 0U);

    /* 等待 Echo 上升沿 */

    if (!Wait_Echo_Level(1U, WAVE_TIMEOUT_US, &UpTimeUs))

    {

        return Timeout;

    }

    /* 等待 Echo 下降沿：若超时，说明高电平没有正常结束。 */

    if (!Wait_EchoLevel(0U, WAVE_TIMEOUT_US, &DownTimeUs))

    {

        return Timeout;

    }

    /* Echo 高电平宽度 = 下降沿时刻 - 上升沿时刻，单位为 μs。 */

    *pulseUs = DownTimeUs- UpTimeUs;

return Ok;

}

调试过程出现误差数据，通过平均滤波处理，每10次得到平均值作为测距的结果，并通过UART端口发送到PC的串口助手进行观察。

开启运行：

1、硬件连接；USB 线连接板载 MCU-LINK 调试口到 PC；其它连接按上文的硬件连接图；

2、MCUXpresso IDE v25.6.136新建工程；

3、编译下载，使用debug的那个虫子进行调试；

4、观察串口助手结果。

流程图：

效果展示：