9. [Micropython]TPYBoard F407 超声波测距

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9.1. 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。

9.2. 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

9.3. 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。

9.4. 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
PB8	RST	Reset pin (0=reset, 1=normal)
PB6	CE	Chip Enable (0=listen for input, 1=ignore input)
PB7	DC	Data/Command (0=commands, 1=data)
PB5	DIN	data flow (Master out, Slave in)
PB3	CLK	SPI clock
3V3	VCC
PB9	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
PE2 | Trig
PE3 | 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。

9.5. 源代码

import pyb
from pyb import Pin
from pyb import Timer
import upcd8544
from machine import SPI,Pin
Trig = Pin('PE2',Pin.OUT_PP)
Echo = Pin('PE3',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)
        RST    = pyb.Pin('PB8')
        CE     = pyb.Pin('PB6')
        DC     = pyb.Pin('PB7')
        LIGHT  = pyb.Pin('PB9')
        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

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