1. 简介

BMP280是一款常用MEMS气压传感器，采用I2C通信，可以采集环境气压与温度，并通过气压公式换算出海拔高度，广泛用于简易气象站、物联网项目。BMP280只有气压温度，BME280额外支持湿度。

1.1 传感器原理

BMP280内部集成了压阻式压力传感元件，当外界气压变化时，薄膜上的压阻桥路电阻值随之改变，通过内部ADC转换为数字信号输出。其测量范围约为 300~1100 hPa，精度可达 ±1 hPa，温度测量精度约 ±0.5℃。

1.2 应用场景

• 简易气象站：采集气压、温度数据并上传云端
• 室内外海拔测量：通过气压换算相对高度
• 无人机定高辅助：辅助飞行控制器估算高度变化
• 智能家居：检测门窗开关引起的气压微变

2. 实验硬件

• Arduino Uno
• BMP280模块
• 杜邦线
• 面包板

接线（I2C）：

BMP280 引脚	Arduino Uno 引脚
VCC	3.3V
GND	GND
SDA	A4
SCL	A5

⚠️ 禁止5V供电，会烧毁模块！

软件：Arduino IDE，Adafruit BMP280库、Adafruit Unified Sensor库

2.1 硬件说明

BMP280模块通常有 4 个引脚（VCC、GND、SDA、SCL），部分模块还带有 CSB 和 SDO 引脚。SDO 引脚用于选择 I2C 地址：接 GND 时地址为 0x76，接 VCC 时地址为 0x77。默认模块通常已将 SDO 接 GND，地址为 0x76。

2.2 接线注意事项

• 务必使用 3.3V 供电，BMP280 不支持 5V 供电
• SDA 接 A4，SCL 接 A5，不要接反
• 杜邦线尽量短，避免信号干扰
• 若使用其他开发板，I2C 引脚位置可能不同，需查阅对应引脚定义

3. 核心代码

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_BMP280.h>

Adafruit_BMP280 bmp;
#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (!bmp.begin()) {
    Serial.println("BMP280初始化失败，检查接线！");
    while(1);
  }
  bmp.setSampling(Adafruit_BMP280::MODE_NORMAL,
                  Adafruit_BMP280::SAMPLING_X2,
                  Adafruit_BMP280::SAMPLING_X16,
                  Adafruit_BMP280::FILTER_X8,
                  Adafruit_BMP280::STANDBY_MS_500);
}

void loop() {
  float temp = bmp.readTemperature();
  float pressure = bmp.readPressure() / 100.0F;
  float altitude = bmp.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA);
  Serial.print("温度：");Serial.print(temp);Serial.print(" ℃ ");
  Serial.print("气压：");Serial.print(pressure);Serial.print(" hPa ");
  Serial.print("估算海拔：");Serial.print(altitude);Serial.println(" m");
  delay(1000);
}

4. 实验现象

串口持续输出温度、气压、估算海拔。海拔数值是换算值，不是直接测量，会受天气、气流影响产生小幅跳动。开启内置滤波可以减少抖动。

4.1 串口输出示例

温度：26.32 ℃ 气压：1008.45 hPa 估算海拔：42.18 m
温度：26.31 ℃ 气压：1008.42 hPa 估算海拔：42.35 m
温度：26.35 ℃ 气压：1008.48 hPa 估算海拔：41.96 m

4.2 现象分析

• 温度读数相对稳定，变化幅度通常在 ±0.5℃ 以内
• 气压读数会有小幅波动，这是正常现象，受气流和环境影响
• 海拔数值跳动较大，因为它是根据气压换算而来，气压微小变化会导致海拔明显变化
• 用手轻轻按压传感器（注意不要损坏），可以看到气压和海拔读数明显变化

5. 常见问题

• 初始化失败：SDA/SCL接反、供电5V、I2C地址错误，使用I2C扫描工具排查。
• 海拔误差大：1013.25hPa是标准海平面气压，需要填入当地实时气压才能提高精度。
• 温度偏高：传感器靠近发热的单片机，热量传导导致读数不准。

5.1 初始化失败排查步骤

1. 检查供电是否为 3.3V，切勿使用 5V
2. 确认 SDA 接 A4、SCL 接 A5，不要接反
3. 使用 I2C 扫描程序确认设备地址（0x76 或 0x77）
4. 检查杜邦线是否接触良好，可尝试重新插拔

5.2 提高海拔精度的方法

• 查询当地气象站实时气压值，替换 SEALEVELPRESSURE_HPA 宏定义
• 在稳定环境下进行多次采样取平均
• 使用 bmp.readAltitude() 前先校准基准气压

6. 小结

BMP280利用压阻效应采集气压，依靠标准大气模型计算海拔。该传感器适合做相对高度测量，不能当做高精度测高设备。后续可以拓展OLED显示，制作桌面微型气象站。

6.1 实验收获

通过本次实验，我们掌握了：

• I2C 通信协议的基本使用方法
• BMP280 传感器的数据读取流程
• 气压与海拔之间的换算关系
• 常见硬件故障的排查思路

6.2 拓展方向

• 添加 OLED 显示屏，实时显示温度、气压、海拔
• 接入 WiFi 模块，将数据上传到云端或手机 App
• 结合 DHT11 温湿度传感器，制作完整的气象站
• 记录长时间气压变化，分析天气趋势