用Python玩转天问51，方便超好用

twjs879

一、概述

纯Python语言没法在资源有限的单片机上运行，于是我们采用了上位机和硬件通讯方式来实现用Python控制硬件设备，需要占用硬件设备一个串口，同时硬件设备里需要烧入通讯固件。
Python语言有很多现成的库可用，我们可以借助Python语言结合硬件设备做很多实际应用。比如用PyQt5可以做图形界面上位机，用Plotly绘图库做数据采集和分析等虚拟实验工具。

二、硬件设置
1. 安装天问Blcok

打开天问Block官方网站，点击链接下载并安装。

为了方便软件使用，建议勾选关联软文件扩展名。

软件安装完成后将跳出驱动安装。

默认点击下一步直到安装成功。

2. 烧写Python通讯固件

打开天问Block软件，首先会提示选择主板，这里我们根据天问51主板选择STC8/16。

Python通讯固件V1.0.hd

打开固件。

查看对应的串口。

查看设备管理器。

确认端口对应，这里都为COM8。
点击右上角运行，完成下载固件。

跳出下载窗口。

下载完成后，窗口自动关闭。

三、Python环境设置Python环境安装

*使用Python 3.6以上版本

• 为了方便用户使用，已提供Windows版Python 3.8.7安装包（32位/64位），如需其他版本，请自行下载，下载方法可查看文后阅读材料（第2页）。
  

Windows版本安装时在选项中勾选添加Python到环境变量，点击下一步直到安装完成。

*如选择自定义安装，勾选下图中选项。

安装成功。

Pyserial依赖包安装
使用系统快捷键WIN + R运行CMD命令行。

• pip install pyserial
  

[color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码

提示安装成功。

四、运行示例程序下载天问Python包

下载地址： 天问51-Python.zip (2.58 MB, 下载次数: 7)
使用Python IDLE打开Python通讯框架目录，需要使用的文件如下。

key.py keypad.py light.py matrix.py mixed.py motor.py nixietube.py ntc.py oLED.py qma7981.py TWen.py analogRead.py buzzer.py digitalRead.py digitalWrite.py

其中TWen.py为主要库文件，每次运行程序时都需要在头部调用。

• from TWen import *
  

[color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码

运行LED闪烁案例
以下为LED的调用范例程序。

digitalWrite.py

• from TWen import *
• if __name__ == '__main__':
•     board = TWen()
•     board.start('COM8')
•     board.digitalWrite(P41, 0);
•     while True:
•         sleep(0.2);
•         board.digitalWrite(P41,1);
•         sleep(0.2);
•         board.digitalWrite(P41,0);
  

[color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码

更改对应的串口，串口与下载Python通讯固件时选择的一致。

• board.start('COM8')
  

[color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码

1. 使用Python IDLE

通过Python IDLE打开digitalWrite.py。

点击运行程序。

程序运行成功，LED闪烁。

2. 使用命令行运行

使用系统快捷键WIN + R运行CMD命令行。

使用cd命令跳转到项目文件夹，然后使用python *.py运行文件。

程序运行成功，LED闪烁。

五、API接口说明

• Start
  
  • TWen()
  • start( serialport )
    
• GPIO
  
  • digitalWrite( pin, level )
  • digitalRead( pin, def onResult )
    
• ADC
  
  • analogRead( pin, def onResult )
    
• PWM
  
  • pwmWrite( pin, pwm )
    
• Actuator
  
  • motor( speed )
  • buzzer( freq, duty )
    
• Sensors
  
  • Light Sensor
    
    • light ( def onResult )
      
  • Temperature Sensor
    
    • ntc( def onResult )
      
  • Keypad
    
    • keypad( def onResult )
      
  • Key1~4
    
    • key1( def onResult )
    • key2( def onResult )
    • key3( def onResult )
    • key4( def onResult )
      
  • QMA7981
    
    • ama7981( axis )
      
    
    
• display
  
  • Matrix
    
    • matrixDisplay( buffer )
    • matrixDisplayNum( value )
      
  • Nixietube
    
    • nixietube_num( value )
    • nixietube_float( value )
    • nixietube_time( h, m, p )
    • nixietube_time2( h, m, p )
      
  • OLED
    
    • oled( x, y, message )
      
    
    
  
  

六、Python IDE推荐

前面我们都是用最原始的文本工具运行Python程序，使用起来会有很多不方便的地方，比如关键词高亮、提醒、调试等，所以一般建议使用专门的IDE来编写Python程序，能起到事半功倍的效果。这里推荐使用PyCharm社区免费版，软件的具体使用网上很多教程，不再做详细赘述。
下载地址：https://www.jetbrains.com/pycharm/download/

阅读材料：Python安装包下载

• 官方下载地址：https://www.python.org/downloads/
  
  点击下载，下载链接会根据当前系统自动选择对应的版本。
  Win7系统不支持Python 3.9版本，请自行选择需要的版本下载。
  
  打开页面后，找到下载，点击下载安装包，Windows系统安装包按照下图所示下载。
  
  

• Windows版备用下载地址：
  
  • https://pc.qq.com/
  • https://baoku.360.cn/
    
  在搜索框输入"Python"，根据系统版本选择32位/64位，选择普通下载
  
• 官方网站FTP下载更多版本：https://www.python.org/ftp/python/