基于Arduino的自动冲水装置开发求助：LED逻辑控制卡壳

嘿，我来帮你搞定这个人员停留阶段的逻辑瓶颈！核心问题其实是要用状态机清晰区分「检测到人员进入」「人员停留」「人员离开」三个阶段，同时避免用delay()阻塞程序（不然你没法持续检测人员是否还在）。下面是完整的思路和代码实现：

先理清楚核心状态逻辑 #

我们把整个流程拆成4个状态，每个状态只做对应的事：

• IDLE（初始状态）：所有LED熄灭，伺服电机复位，等待检测人员
• DETECTED（刚检测到人员）：点亮第一个LED，1秒后自动熄灭，切换到停留状态
• STAY（人员停留）：持续检测人员是否在范围内，只要在就保持第二个LED点亮；一旦人员离开，切换到离开状态
• LEAVE（人员离开）：熄灭第二个LED，点亮第三个LED后随即熄灭，触发伺服电机冲水动作，最后回到初始状态

完整代码实现 #

#include <Servo.h>

// 硬件引脚定义
const int trigPin = 12;
const int echoPin = 11;
const int led1Pin = 10;  // 第一个LED：检测到人员时亮1秒
const int led2Pin = 9;   // 第二个LED：人员停留期间常亮
const int led3Pin = 8;   // 第三个LED：人员离开后闪一下
const int servoPin = 7;  // 伺服电机引脚

// 状态定义
enum DeviceState { IDLE, DETECTED, STAY, LEAVE };
DeviceState currentState = IDLE;

// 时间变量（用于非阻塞延时）
unsigned long led1Timer = 0;
unsigned long led3Timer = 0;
const unsigned long LED1_DURATION = 1000;  // 第一个LED亮1秒
const unsigned long LED3_DURATION = 500;   // 第三个LED亮500ms

// 超声波检测参数
const int DISTANCE_THRESHOLD = 30;  // 检测阈值：30cm内判定有人（可根据场景调整）
float distance = 0.0;

Servo flushServo;

void setup() {
  // 初始化引脚模式
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(led1Pin, OUTPUT);
  pinMode(led2Pin, OUTPUT);
  pinMode(led3Pin, OUTPUT);
  
  // 初始化伺服电机
  flushServo.attach(servoPin);
  flushServo.write(0);  // 复位到初始位置
  
  // 串口调试（可选，方便看状态和距离）
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 第一步：持续读取超声波距离
  distance = readUltrasonicDistance();
  
  // 第二步：根据当前状态执行对应逻辑
  switch(currentState) {
    case IDLE:
      // 初始状态：所有LED熄灭，等待检测人员
      digitalWrite(led1Pin, LOW);
      digitalWrite(led2Pin, LOW);
      digitalWrite(led3Pin, LOW);
      
      if(distance < DISTANCE_THRESHOLD) {
        // 检测到人员，切换到DETECTED状态
        digitalWrite(led1Pin, HIGH);
        led1Timer = millis();
        currentState = DETECTED;
        Serial.println("状态切换：IDLE -> DETECTED");
      }
      break;
      
    case DETECTED:
      // 刚检测到人员：等待1秒后熄灭第一个LED，进入停留状态
      if(millis() - led1Timer >= LED1_DURATION) {
        digitalWrite(led1Pin, LOW);
        digitalWrite(led2Pin, HIGH);
        currentState = STAY;
        Serial.println("状态切换：DETECTED -> STAY");
      }
      break;
      
    case STAY:
      // 人员停留状态：持续检测，只要人还在就保持LED2亮
      if(distance < DISTANCE_THRESHOLD) {
        // 人员仍在，保持LED2点亮
        digitalWrite(led2Pin, HIGH);
      } else {
        // 人员离开，切换到LEAVE状态
        digitalWrite(led2Pin, LOW);
        digitalWrite(led3Pin, HIGH);
        led3Timer = millis();
        currentState = LEAVE;
        Serial.println("状态切换：STAY -> LEAVE");
      }
      break;
      
    case LEAVE:
      // 人员离开状态：点亮LED3后熄灭，触发冲水
      if(millis() - led3Timer >= LED3_DURATION) {
        digitalWrite(led3Pin, LOW);
        // 触发伺服电机冲水动作（示例：转到90度停留1秒后复位）
        flushServo.write(90);
        delay(1000);  // 这里用delay没问题，因为已经到最后阶段了
        flushServo.write(0);
        // 回到初始状态
        currentState = IDLE;
        Serial.println("状态切换：LEAVE -> IDLE");
      }
      break;
  }
  
  // 串口打印调试信息（可选）
  Serial.print("当前距离：");
  Serial.print(distance);
  Serial.print("cm | 当前状态：");
  Serial.println(currentState);
  delay(100);  // 降低串口打印频率，不影响主逻辑
}

// 封装超声波读取函数
float readUltrasonicDistance() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  
  long duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  // 计算距离：声速340m/s = 0.034cm/µs，往返距离所以除以2
  float cm = duration * 0.034 / 2;
  return cm;
}

关键细节说明 #

1. 状态机模式：用enum定义状态，switch-case处理每个状态的逻辑，避免了混乱的嵌套判断，让代码更清晰
2. 非阻塞延时：用millis()代替delay()，这样在等待LED1熄灭的过程中，程序依然能持续检测超声波距离（如果用delay()，这1秒内没法检测人员是否离开）
3. 超声波距离读取：封装成函数，便于维护和修改
4. 调试辅助：加入串口打印，方便你查看当前距离和状态，快速排查问题

注意事项 #

• 调整DISTANCE_THRESHOLD的值，根据你的安装位置和使用场景，避免误触发或漏检测
• 伺服电机如果扭矩较大，建议用外部电源供电，不要直接用Arduino的5V引脚，防止供电不足
• 可以在STAY状态里加入防抖逻辑（比如连续3次检测到距离超过阈值才判定离开），避免因为人员轻微移动导致误判

内容的提问来源于stack exchange，提问作者manan gandhi