Python超声波测距仪制作教程

1.实验目的

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

2.所需元器件

超声波模块一个
TPYBoard板子一块
5110LCD显示屏一个
数据线一条

详细教程请参考TPYBoard官网链接内容

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。

4.控制5110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的针脚与5110的针脚对应关系如下：
TPYBoard LCD5110 memo
————————————————————————————
# any Pin => RST Reset pin (0=reset, 1=normal)
# any Pin => CE Chip Enable (0=listen for input, 1=ignore input)
# any Pin => DC Data/Command (0=commands, 1=data)
# MOSI => DIN data flow (Master out, Slave in)
# SCK => CLK SPI clock
# 3V3 or any Pin => VCC 3.3V logic voltage (0=off, 1=on)
# any Pin => LIGHT Light (0=on, 1=off)
# GND => GND
还是看不明白的话，直接上针脚编号吧
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
VCC
Y12 => LIGHT Light (0=on, 1=off)
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)。

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