python树莓派pico步进电机控制程序 树莓派 42步进电机

基于树莓派的3086A-MFP10S驱动的42步进电机导轨控制系统

文章目录

• 导轨控制
• 附录：列表的赋值类型和py打包

• 列表赋值

• BUG复现
• 代码改进
• 优化
• 总结

• py打包

导轨控制

C51单片机版本：

所用步进电机导轨为两相六线的42电机（实际上为两相四线 两个com端未接）
驱动器选择了以3086A-MFP10S为芯片的模块

增加记忆回归功能 并且定义了导轨长度 使其运动时不超过限度 k1左滑 k2右划 k3回归中心点 k4重新校准中心点

视频效果如下：

基于C51单片机3086A-MFP10S驱动的42步进电机导轨控制系统

如需调整速度则可以通过更改延时的方式来进行 此为毫秒级最快的速度

代码如下：

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import threading

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(16, GPIO.OUT)
GPIO.setup(20, GPIO.OUT)
GPIO.setup(21, GPIO.OUT)


GPIO.output(16,0)
GPIO.output(20,0)
GPIO.output(21,0)

DJ_delay = 0.0015
DJ_buf = [[0,0],[0,1],[1,1],[1,0]]
global DJ_i
DJ_i = 0
DJ_size = 350
global DJ_jugg_flag
DJ_jugg_flag = 0

def zz():
    global DJ_i
    time.sleep(DJ_delay)
    GPIO.output(16,DJ_buf[DJ_i][0])
    GPIO.output(20,1)
    GPIO.output(21,DJ_buf[DJ_i][1])
    DJ_i = DJ_i + 1
    if DJ_i == 4:
        DJ_i = 0

def fz():
    global DJ_i
    time.sleep(DJ_delay)
    GPIO.output(16,DJ_buf[DJ_i][0])
    GPIO.output(20,1)
    GPIO.output(21,DJ_buf[DJ_i][1])
    DJ_i = DJ_i - 1
    if DJ_i == -1:
        DJ_i = 3

def DJ_jugg():
    global DJ_jugg_flag
    DJ_jugg_flag = 0
    DJ_flag = 0
    
    while True:
        GPIO.output(16,0)
        GPIO.output(20,0)
        GPIO.output(21,0)
        while DJ_jugg_flag == 1:
            if DJ_flag < DJ_size:
                zz()
                DJ_flag = DJ_flag +1
            else:
                DJ_flag = DJ_size
                DJ_jugg_flag = 0
        while DJ_jugg_flag == 2:
            if DJ_flag > -DJ_size:
                fz()
                DJ_flag = DJ_flag -1
            else:
                DJ_flag = -DJ_size
                DJ_jugg_flag = 0
        
        if DJ_jugg_flag == 3:           
            while DJ_flag > 0:
                fz()
                DJ_flag = DJ_flag -1
            while DJ_flag < 0:
                zz()
                DJ_flag = DJ_flag +1            
            DJ_flag = 0
            DJ_jugg_flag = 0
            
        if DJ_jugg_flag == 4:            
            DJ_flag = 0
            DJ_jugg_flag = 0
            
        if DJ_jugg_flag == 5:
            GPIO.output(16,0)
            GPIO.output(20,0)
            GPIO.output(21,0)
            break
        
def jugg():
    global DJ_jugg_flag
    thread_DJ = threading.Thread(target=DJ_jugg)
    thread_DJ.setDaemon(True)
    thread_DJ.start() 
    while True:        
        a = input(":")
        DJ_jugg_flag = int(a)        
        if DJ_jugg_flag == 5:            
            break

jugg()

GPIO.output(16,0)
GPIO.output(20,0)
GPIO.output(21,0)
time.sleep(1)
GPIO.cleanup()

驱动电路和步进电机导轨都是同一个买家买的 如果会写单片机 可以买他家的独立驱动板 另外他家也有带单片机的控制板
滑台参数：
有效行程：150mm、200mm、250mm、300mm 可选。
滑台总长：（有效行程+75mm）42mm40mm （长宽高 不含电机）。
驱动电压：5-12V / 500mA-2A。
电机尺寸：424225mm。
步 距 角：1.8° 。（电机转一圈需要200个脉冲(360/1.8)）

驱动器时序要求：

参考：

附录：列表的赋值类型和py打包

列表赋值

BUG复现

闲来无事写了个小程序 代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Fri Nov 19 19:47:01 2021

@author: 16016
"""

a_list = ['0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15']
#print(len(a_list))
#b_list = ['','','','','','','','','','','','','','','','']
c_list = [[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[]]
#for i in range(16):
if len(a_list):
    for j in range(16):
        a_list[j]=str(a_list[j])+'_'+str(j)
        print("序号:",j)
        print('a_list:\n',a_list)
        
        
        c_list[j]=a_list
        print('c_list[0]:\n',c_list[0])
        print('\n')
#        b_list[j]=a_list[7],a_list[8]
#        print(b_list[j])
        # 写入到Excel：
#print(c_list,'\n')

我在程序中 做了一个16次的for循环 把列表a的每个值后面依次加上"_"和循环序号
比如循环第x次 就是把第x位加上_x 这一位变成x_x 我在输出测试中 列表a的每一次输出也是对的
循环16次后列表a应该变成[‘0_0’, ‘1_1’, ‘2_2’, ‘3_3’, ‘4_4’, ‘5_5’, ‘6_6’, ‘7_7’, ‘8_8’, ‘9_9’, ‘10_10’, ‘11_11’, ‘12_12’, ‘13_13’, ‘14_14’, ‘15_15’] 这也是对的

同时 我将每一次循环时列表a的值 写入到空列表c中 比如第x次循环 就是把更改以后的列表a的值 写入到列表c的第x位
第0次循环后 c[0]的值应该是[‘0_0’, ‘1’, ‘2’, ‘3’, ‘4’, ‘5’, ‘6’, ‘7’, ‘8’, ‘9’, ‘10’, ‘11’, ‘12’, ‘13’, ‘14’, ‘15’] 这也是对的
但是在第1次循环以后 c[0]的值就一直在变 变成了c[x]的值
相当于把c_list[0]变成了c_list[1]…以此类推 最后得出的列表c的值也是每一项完全一样
我不明白这是怎么回事
我的c[0]只在第0次循环时被赋值了 但是后面它的值跟着在改变

如图：

第一次老出bug 赋值以后 每次循环都改变c[0]的值 搞了半天都没搞出来

无论是用appen函数添加 还是用二维数组定义 或者增加第三个空数组来过渡 都无法解决

代码改进

后来在我华科同学的指导下 突然想到赋值可以赋的是个地址 地址里面的值一直变化 导致赋值也一直变化 于是用第二张图的循环套循环深度复制实现了

代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Fri Nov 19 19:47:01 2021

@author: 16016
"""

a_list = ['0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15']
#print(len(a_list))
#b_list = ['','','','','','','','','','','','','','','','']
c_list = [[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[]]
#for i in range(16):
if len(a_list):
    for j in range(16):
        a_list[j]=str(a_list[j])+'_'+str(j)
        print("序号:",j)
        print('a_list:\n',a_list)
        
        
        for i in range(16):
            c_list[j].append(a_list[i])
        print('c_list[0]:\n',c_list[0])
        print('\n')
#        b_list[j]=a_list[7],a_list[8]
#        print(b_list[j])
        # 写入到Excel：
print(c_list,'\n')

解决了问题

优化

第三次是请教了老师 用copy函数来赋真值

代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Fri Nov 19 19:47:01 2021

@author: 16016
"""

a_list = ['0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12','13','14','15']
#print(len(a_list))
#b_list = ['','','','','','','','','','','','','','','','']
c_list = [[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[],[]]
#for i in range(16):
if len(a_list):
    for j in range(16):
        a_list[j]=str(a_list[j])+'_'+str(j)
        print("序号:",j)
        print('a_list:\n',a_list)
        
        
        c_list[j]=a_list.copy()
        print('c_list[0]:\n',c_list[0])
        print('\n')
#        b_list[j]=a_list[7],a_list[8]
#        print(b_list[j])
        # 写入到Excel：
#print(c_list,'\n')

同样能解决问题

最后得出问题 就是指针惹的祸！

a_list指向的是个地址 而不是值 a_list[i]指向的才是单个的值 copy()函数也是复制值而不是地址

如果这个用C语言来写 就直观一些了 难怪C语言是基础 光学Python不学C 遇到这样的问题就解决不了

C语言yyds Python是什么垃圾弱智语言

总结

由于Python无法单独定义一个值为指针或者独立的值 所以只能用列表来传送
只要赋值是指向一个列表整体的 那么就是指向的一个指针内存地址 解决方法只有一个 那就是将每个值深度复制赋值（子列表内的元素提取出来重新依次连接） 或者用copy函数单独赋值

如图测试：

部分代码：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sat Nov 20 16:45:48 2021

@author: 16016
"""

def text1():
    A=[1,2,3]
    B=[[],[],[]]
    for i in range(len(A)):
        A[i]=A[i]+i
        B[i]=A
        print(B)

def text2():
    A=[1,2,3]
    B=[[],[],[]]
    
    A[0]=A[0]+0
    B[0]=A
    print(B)
    A[1]=A[1]+1
    B[1]=A
    print(B)
    A[2]=A[2]+2
    B[2]=A
    print(B)
    
if __name__ == '__main__':
    text1()
    print('\n')
    text2()

py打包

Pyinstaller打包exe（包括打包资源文件 绝不出错版）

依赖包及其对应的版本号

PyQt5 5.10.1
 PyQt5-Qt5 5.15.2
 PyQt5-sip 12.9.0pyinstaller 4.5.1
 pyinstaller-hooks-contrib 2021.3Pyinstaller -F setup.py 打包exe
Pyinstaller -F -w setup.py 不带控制台的打包
Pyinstaller -F -i xx.ico setup.py 打包指定exe图标打包

打包exe参数说明：

-F：打包后只生成单个exe格式文件；

-D：默认选项，创建一个目录，包含exe文件以及大量依赖文件；

-c：默认选项，使用控制台(就是类似cmd的黑框)；

-w：不使用控制台；

-p：添加搜索路径，让其找到对应的库；

-i：改变生成程序的icon图标。

如果要打包资源文件
则需要对代码中的路径进行转换处理
另外要注意的是 如果要打包资源文件 则py程序里面的路径要从./xxx/yy换成xxx/yy 并且进行路径转换
但如果不打包资源文件的话 最好路径还是用作./xxx/yy 并且不进行路径转换

def get_resource_path(relative_path):
    if hasattr(sys, '_MEIPASS'):
        return os.path.join(sys._MEIPASS, relative_path)
    return os.path.join(os.path.abspath("."), relative_path)

而后再spec文件中的datas部分加入目录
如：

a = Analysis(['cxk.py'],
             pathex=['D:\\Python Test\\cxk'],
             binaries=[],
             datas=[('root','root')],
             hiddenimports=[],
             hookspath=[],
             hooksconfig={},
             runtime_hooks=[],
             excludes=[],
             win_no_prefer_redirects=False,
             win_private_assemblies=False,
             cipher=block_cipher,
             noarchive=False)

而后直接Pyinstaller -F setup.spec即可

如果打包的文件过大则更改spec文件中的excludes 把不需要的库写进去（但是已经在环境中安装了的）就行

这些不要了的库在上一次编译时的shell里面输出

比如：

然后用pyinstaller --clean -F 某某.spec