8. [Micropython]TPYBoard F407 超声波测距

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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 F407 Micropython开发板控制超声波模块测距。

8.2. 所需元器件

  • 超声波模块一个
  • TPYBoard F407 Micropython开发板一块
  • LCD5110显示屏一个
  • 数据线一条
  • 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://old.tpyboard.com/document/documents/tb407/supwave_1.png

8.4. 硬件的连接

TPYBoard F407 Micropython开发板的针脚与LCD5110的针脚对应关系如下:

TPYBoard F407 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)
X18 DIN data flow (Master out, Slave in)
X16 CLK SPI clock
3V3 VCC  
Y12 LIGHT Light (0=on, 1=off)
GND GND  

TPYBoard F407 Micropython开发板的针脚与超声波模块的针脚对应关系如下:

F407 Micropython开发板 超声波模块
X2 Trig
X1 Echo
5V VCC
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LCD5110显示屏上,运行main.py就OK了。

http://old.tpyboard.com/document/documents/tb407/supwave_2.jpg

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=>X18-MOSI/CLK=>X16-SCK
                #DIN =>SPI(1).MOSI 'X18' data flow (Master out, Slave in)
                #CLK =>SPI(1).SCK  'X16' 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*34299/2
                        print('Distance')
                        print(distance,'cm')
                        lcd_5110.lcd_write_string('Distance',0,0)
                        lcd_5110.lcd_write_string(str(distance),0,1)
                        lcd_5110.lcd_write_string('cm',58,1)
                        lcd_5110.lcd_write_string('This is a test of F407',0,2)
                flag=0
                run=0