8. [Micropython]TPYBoard v10x DIY超声波测距仪

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8.1. 实验目的

  • 学习在PC机系统中扩展简单I/O 接口的方法。
  • 进一步学习编制数据输出程序的设计方法。
  • 学习超声波模块的测距原理。
  • 学习LCD5110接线方法
  • 学习TPYboard控制超声波模块测距。

8.2. 所需元器件

  • 超声波模块 1个
  • TPYBoard v102板子 1块
  • LCD5110显示屏 1个
  • micro USB数据线 1条
  • 杜邦线 若干

8.3. 超声波模块工作原理

(1)采用IO口TRIG触发测距,给最少10us的高电平信呈。

(2)模块自动发送 8 个 40khz 的方波,自动检测是否有信号返回。

(3)有信号返回,通过 IO 口 ECHO 输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。

如下图接线,VCC 供 5V电源, GND 为地线,TRIG 触发控制信号输入,ECHO 回响信号输出等四个接口端。

http://www.micropython.net.cn/ueditor/php/upload/image/20161116/1479286451773829.png

8.4. 控制LCD5110显示屏显示6x8字符

先看一下LCD5110针脚含义吧(注意:LCD5110的针脚有些不一样的) TPYBoard v102的针脚与5110的针脚对应关系如下:

TPYBoard LCD5110 memo
Y10 RST Reset pin (0=reset, 1=normal)
Y11 CE Chip Enable (0=listen for input,1=ignore input)
Y9 DC Data/Command (0=commands, 1=data)
X8 DIN data flow (Master out, Slave in)
X6 CLK SPI clock
3.3V VCC VCC
Y12 LIGHT Light (0=on, 1=off)
GND GND GND

接线ok后,并且导入font.py文件和upcd8544.py文件,编写main.py将测到的距离显示在5110显示屏上,运行main.py就ok了。(font.py和upcd8544.py可以从官网上下载,最后会告诉下载地址)。

8.5. 源代码

import pyb
from pyb import Pin
from pyb import Timer
import upcd8544
from machine import SPI,Pin

Trig = Pin('X2',Pin.OUT_PP)
Echo = Pin('X1',Pin.IN)
num=0
flag=0
run=1
def start(t):
        global flag
        global num
        if(flag==0):
                num=0
        else:
                num=num+1
def stop(t):
        global run
        if(run==0):
                run=1
start1=Timer(1,freq=10000,callback=start)
stop1=Timer(4,freq=2,callback=stop)

while True:
        if(run==1):
                SPI = pyb.SPI(1) #DIN=>X8-MOSI/CLK=>X6-SCK
                #DIN =>SPI(1).MOSI 'X8' data flow (Master out, Slave in)
                #CLK =>SPI(1).SCK  'X6' SPI clock
                RST        = pyb.Pin('Y10')
                CE         = pyb.Pin('Y11')
                DC         = pyb.Pin('Y9')
                LIGHT  = pyb.Pin('Y12')
                lcd_5110 = upcd8544.PCD8544(SPI, RST, CE, DC, LIGHT)
                Trig.value(1)
                pyb.udelay(100)
                Trig.value(0)
                while(Echo.value()==0):
                        Trig.value(1)
                        pyb.udelay(100)
                        Trig.value(0)
                        flag=0
                if(Echo.value()==1):
                        flag=1
                        while(Echo.value()==1):
                                flag=1
                if(num!=0):
                        #print('num:',num)
                        distance=num/10000*34000/2
                        print('Distance')
                        print(distance,'cm')
                        lcd_5110.lcd_write_string('Distance',0,0)
                        lcd_5110.lcd_write_string(str(distance),6,1)
                        lcd_5110.lcd_write_string('cm',58,1)
                        lcd_5110.lcd_write_string('This is a test of Distance',0,2)
                flag=0
                run=0