使用 BMP280 和 Arduino UNO 实现精准温度、气压与海拔测量

组件与物料清单

项目简介

本教程将演示如何结合 Arduino UNO 开发板、BMP280 传感器模块与 OLED 显示屏，实时测量并显示温度、气压及海拔高度。BMP280 是一款高精度、低功耗的数字气压传感器，同时支持温度测量，通过气压数据还可推算海拔。以下是该传感器的关键参数（摘自数据手册）：

项目将同时支持公制（摄氏度、百帕、米）与英制（华氏度、英寸汞柱、英尺）单位显示，代码中可轻松转换。硬件连接采用 I2C 接口，BMP280 与 OLED 共享 SDA/SCL 线（Arduino UNO 对应 A4/A5），供电方面 BMP280 接 5V，OLED 接 3.3V。

接线与故障排查

1. 基础接线

两个模块均通过 I2C 总线连接：

• SDA → Arduino A4
• SCL → Arduino A5
• BMP280 VCC → 5V，GND → GND
• OLED VCC → 3.3V，GND → GND

2. 常见问题：I2C 地址不匹配

部分 BMP280 模块的默认 I2C 地址为 0x76，而 Adafruit 库默认使用 0x77。若串口监视器提示“Could not find a valid BMP280 sensor”，请按以下步骤修正：

1. 断开其他 I2C 设备，上传 I2C 扫描器代码，记录检测到的地址（如 0x76）。
2. 打开库文件 Adafruit_BMP280.h（通常位于 Documents/Arduino/libraries/Adafruit_BMP280_Library）。
3. 在第 41 行左右找到 _i2caddr 定义，将默认的 0x77 修改为扫描到的地址（如 0x76）。
4. 保存并重新上传测试代码，传感器应能正常识别。

代码示例

提供四个版本的完整代码，分别对应串口输出（公制/英制）与 OLED 显示（公制/英制）。核心库文件均来自 Adafruit 官方仓库：

• Adafruit BMP280 Library
• Adafruit GFX Library
• Adafruit SSD1306 Library

串口输出版（公制单位）

/* BMP280 公制单位串口输出示例
 * 测量温度、气压、海拔并在串口监视器显示
 * 基于 Adafruit 官方例程修改
 */
#include <Adafruit_BMP280.h>
Adafruit_BMP280 bmp; // I2C 接口

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println(F("BMP280 test"));
  if (!bmp.begin()) {
    Serial.println(F("Could not find a valid BMP280 sensor, check wiring!"));
    while (1);
  }
  // 默认采样设置
  bmp.setSampling(Adafruit_BMP280::MODE_NORMAL,
                  Adafruit_BMP280::SAMPLING_X2,
                  Adafruit_BMP280::SAMPLING_X16,
                  Adafruit_BMP280::FILTER_X16,
                  Adafruit_BMP280::STANDBY_MS_500);
}

void loop() {
  Serial.print(F("Temperature = "));
  Serial.print(bmp.readTemperature());
  Serial.println(" *C");
  Serial.print(F("Pressure = "));
  Serial.print(bmp.readPressure()/100); // 转换为 hPa
  Serial.println(" hPa");
  Serial.print(F("Approx altitude = "));
  Serial.print(bmp.readAltitude(1019.66)); // 海平面基准气压，需根据当地实况调整
  Serial.println(" m");
  Serial.println();
  delay(2000);
}

OLED 显示版（公制单位）

/* BMP280 + OLED 显示（公制单位）
 * 在 128x32 OLED 上显示温度、气压、海拔
 */
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Adafruit_BMP280.h>

#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 32
#define OLED_RESET -1
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
Adafruit_BMP280 bmp;

void setup() {
  bmp.begin();
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(1);
  display.print("SurtrTech");
  display.setCursor(32,12);
  display.setTextSize(2);
  display.println("BMP280");
  display.display();
  delay(2000);
}

void loop() {
  display.clearDisplay();
  float T = bmp.readTemperature();
  float P = bmp.readPressure()/100;
  float A = bmp.readAltitude(1019.66);

  display.setCursor(0,0);
  display.setTextSize(2);
  display.print("Temp");
  display.setCursor(0,18);
  display.print(T,1);
  display.setCursor(50,17);
  display.setTextSize(1);
  display.print("C");

  display.setCursor(65,0);
  display.print("Pres");
  display.setCursor(65,10);
  display.print(P);
  display.setCursor(110,10);
  display.print("hPa");

  display.setCursor(65,25);
  display.print("Alt");
  display.setCursor(90,25);
  display.print(A,0);
  display.setCursor(110,25);
  display.print("m");
  display.display();
  delay(2000);
}

英制单位版本仅在单位换算上不同（温度转华氏度、气压转 inHg、海拔转英尺），代码结构相同，请参考完整源码。

测试效果展示

若在复现过程中遇到问题，欢迎在评论区留言交流。