Python物联网项目开发实例 python物联网开发教程

转载

mob64ca1406d617 2024-05-10 01:49:18

文章标签 Python物联网项目开发实例物联网单片机嵌入式硬件超声波测距 文章分类 Python 后端开发

一、目的

这一节我们学习如何使用乐鑫的ESP32开发板连接超声波测距模块HC-SR04，并使用串口SPI控制ILI9341 液晶屏，显示出来。

二、环境

ESP32(固件：esp32-20220618-v1.19.1.bin) + Thonny(V4.0.1) + 超声波测距模块HC-SR04 + ILI9341 液晶屏模块 + 几根杜邦线 + Win10 64位商业版

ILI9341屏幕的接线方法，请查看上篇文章：物联网开发笔记（94）

超声波测距模块接线方法：

Python物联网项目开发实例 python物联网开发教程_单片机

三、示例代码1

我们接着使用前面几课我们用的ILI9341显示屏，然后来把超声波测量的距离显示在屏幕上。这里的库和字体请从前面文章中获取。

from machine import Pin,SPI,PWM
from ili9341 import Display,color565
from xglcd_font import XglcdFont
import time

# 超声波测距模块
trig = Pin(33,Pin.OUT)  # Trig_RX_SCL_I/O
echo = Pin(32,Pin.IN,Pin.PULL_UP)  # Echo_Tx_SDA

# 调节显示亮度，初始亮度为400
blk = PWM(Pin(2),duty = (400),freq = (1000))
 
# 创建SPI对象
spi = SPI(2, baudrate=40000000, polarity=0, phase=0, bits=8, firstbit=0, sck=Pin(18), mosi=Pin(23), miso=Pin(19))
# 创建屏幕对象
tft = Display(spi,cs=Pin(5,Pin.OUT),dc=Pin(26,Pin.OUT),rst=Pin(27,Pin.OUT),width=240,height=320,rotation=180)
# 字库
font9x11 = XglcdFont("font/ArcadePix9x11.c",9,11)
font12x24 = XglcdFont("font/Unispace12x24.c",12,24)

def HCSR04(trig,echo,mode):
    trig.value(0)  # 先通过GPIO把MCU触发信号信号拉低2us
    time.sleep_us(2)
    
    trig.value(1)  # 再通过GPIO把MCU触发信号信号拉高10us，触发模块测距
    time.sleep_us(10)
    trig.value(0)  # 再通过GPIO把MCU触发信号信号拉低
    
    while echo.value() == 0:
        high = time.ticks_us()  # time.ticks_us返回不断递增的微秒计数器
        #print("high: ", high)
    while echo.value() == 1:
        low  = time.ticks_us()
        #print("low: ", low)
    print("high - low: ", high - low)  # 此处加打印多了会影响测距
    
    distance = 0
    if mode:
        # 计算方法1
        distance = (low - high) / 58 # us
    else:
        # 计算方法2 - 根据Echo管脚高电平的持续时间计算距离值
        distance = ((low - high) * 0.0340) / 2 # 声速 
    
    time.sleep(0.2) # 两次测量时间不能低于200ms
    
    if distance > 400:
        distance = 0  # 有效距离2 - 400cm
    
    return number

def main():
    blk.duty(800) # 设置屏幕背光
    while True:
        distance = HCSR04(trig,echo,1)  # 听过HCSR04函数返回距离值
        # 将距离显示在屏幕上，精度小数点后2位
        tft.draw_text(0,0,"distance: %.2f cm%s"%(number,'  '),font12x24,color565(0,255,0),color565(0,0,0))


if __name__ == "__main__":
    main()

显示效果：

Python物联网项目开发实例 python物联网开发教程_物联网_02

四、示例代码2

不使用屏幕显示

import time

class HCSRX(object):
    
    def __init__(self,trig,echo):
        
        self.trig = trig
        self.echo = echo
     #mode 模式选择mode = 0：声速 mode = 1：厘米 
    def Gethcsr(self,mode):
        
        #触发信号
        self.trig.value(0)
        time.sleep_us(2)
        
        self.trig.value(1)
        time.sleep_us(10)
        self.trig.value(0)
        
        #检测回响信号
        number = 0
        while self.echo.value() == 0:
            pass
            high = time.ticks_us()
        
        while self.echo.value() == 1:
            pass
            low  = time.ticks_us()
        
        if mode:
            number = (low - high) / 58  # cm
        else:
            number = ((low - high) * 0.0340)/2  # 声速340/10000=0.0340
        
        time.sleep(0.1)#两次测量时间要间隔50ms以上
        if number > 400:number = 0
        
        return number


#例程

from machine import Pin
from hcsrx import HCSRX
import time

trig = Pin(33,Pin.OUT)
echo = Pin(32,Pin.IN,Pin.PULL_UP)

def main():
    
    while True:
    
        hcsr = HCSRX(trig,echo)
        print("%.2f"%hcsr.Gethcsr(0))

if __name__ == "__main__":
    main()

示例效果：

Python物联网项目开发实例 python物联网开发教程_嵌入式硬件_03

五、示例代码3

将测量方法写成库函数，然后在函数中调用

hcsrx.py

import time

class HCSRX(object):
    
    def __init__(self,trig,echo):
        
        self.trig = trig
        self.echo = echo
     #mode 模式选择mode = 0：声速 mode = 1：厘米 
    def Gethcsr(self,mode):
        
        #触发信号
        self.trig.value(0)
        time.sleep_us(2)
        
        self.trig.value(1)
        time.sleep_us(10)
        self.trig.value(0)
        
        #检测回响信号
        number = 0
        while self.echo.value() == 0:
            pass
            high = time.ticks_us()
        
        while self.echo.value() == 1:
            pass
            low  = time.ticks_us()
        
        if mode:
            number = (low - high) / 58  # cm
        else:
            number = ((low - high) * 0.0340)/2  # 声速340/10000=0.0340
        
        time.sleep(0.1)#两次测量时间要间隔50ms以上
        if number > 400:number = 0
        
        return number

示例：

from machine import Pin
from hcsrx import HCSRX
import time

trig = Pin(33,Pin.OUT)
echo = Pin(32,Pin.IN,Pin.PULL_UP)

def main(): 
    while True:
        hcsr = HCSRX(trig,echo)
        print("%.2f"%hcsr.Gethcsr(0))


if __name__ == "__main__":
    main()

测量效果：

Python物联网项目开发实例 python物联网开发教程_物联网_04