代码收藏家技术教程 2024-08-23

[星瞳科技]OpenMV是否属于单片机？深度解析。

文件系统

MicroPyhon的文件系统是FatFS。

根目录

路径都是以根目录为起点。

当插入sd卡后，根目录就是SD卡；不插入sd卡，根目录就是内置的Flash。

如果需要，你可以在SD卡上，新建一个空文件：/flash/SKIPSD，这会避免挂载SD卡，当然，你可以使用os.mount来手动挂载SD卡。

绝对路径与相对路径

绝对路径是以根目录为起点的，相对路径是以当前目录为起点的。
比如：

image.save("/example.jpg")

中的"/example.jpg"就是绝对路径。会存放在根目录／下。
比如：

image.save("./pic/example.jpg")
image.save("pic/example.jpg")

这就是相对路径，表示当前路径下的pic文件夹下的example.jpg文件。

MicroPython的文件读写

Python学习（九）IO 编程 —— 文件读写 – feesland – 博客园

MicroPython的OS模块

在代码中，可以使用os库，来进行新建目录，新建文件之类的操作。

os.listdir([dir])
如果没有参数，列出当前目录。如果给了参数，就列出参数所代表的目录。

os.chdir(path)
改变当前目录

os.getcwd()
获得当前目录

os.mkdir(path)
新建一个新的目录

os.remove(path)
删除文件

os.rmdir(path)
删除目录

os.rename(old_path, new_path)
重命名文件

os.stat(path)
获得文件或者路径的状态

OpenMV的默认文件

默认情况下，OpenMV的磁盘有三个文件。

main.py
上电自动运行这个文件的代码。

openmv.inf
windows驱动文件。

README.txt
可以简单看一下。

模块的使用

什么是模块？

随着代码的增多，在一个文件里的代码会越来越长，越来越难看懂。

为了编写可维护的代码，我们把很多函数分组，放到不同的文件里。在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module）。

模块有什么好处？复用代码方便！如果我写了一个模块，你也写了一个模块，我们就有了两个模块。我们把这些模块都组织起来，大家就可以少写很多代码了！

如何使用模块？

import machine

red_led = machine.LED("LED_RED")

red_led.on()

import machine就是引入machine这个模块。通过import语句，就可以引入模块。

还有from xxx import ooo 的语句，意思是通过xxx模块引入ooo类，或者通过xxx模块引入ooo函数。比如上面的程序可以写成：

from machine import LED

red_led = LED("LED_RED")

red_led.on()

这就是通过machine的模块来引入LED类了。

如何添加自定义模块？

之前我们提到了，OpenMV是有文件系统的。

文件系统的根目录存在一个main.py，代码执行的当前目录就是根目录。

所以我们把模块的文件复制到OpenMV的“U盘”里就可以。如图：

这里的pid.py只是举一个举例。

我把pid.py复制到了U盘的根目录下。那么在程序中：

import pid

就可以引入pid模块了了。或者通过：

from pid import PID

这就是引入了PID类。

pyb各种外设

概览

作为一个单片机，控制IO口，IIC，SPI，CAN，PWM。定时器当然都是可以的。
而且，使用python语言，可以非常简单的调用它们，而不用考虑寄存器。

Tables	OpenMV2 M4	OpenMV3 M7	OpenMV4 H7	OpenMV4 H7 Plus	OpenMV RT1062
Pin	9	10	10	10	14
ADC	1	1	1	1	1
DAC	1	1	1	1	0
SPI	1	1	1	1	1
I2C	1	2	2	2	1
UART	1	2	2	2	1
Servo	2	3	3	2	4
CAN bus	0	1	1	1	1
电源按键	0	0	0	0	1
自定义按键	0	0	0	0	1
引脚耐受	5V	5V	5V	5V	3.3V
引脚电平	3.3V	3.3V	3.3V	3.3V	3.3V
IC	STM32F427	STM32F765	STM32H743	STM32H743	IMXRT1062
RAM	256KB	512KB	1MB	32MB + 1MB	32MB + 1MB
Flash	1MB	2MB	2MB	32MB + 2MB	16MB
频率	180MHz	216MHZ	480MHZ	480MHZ	600MHZ
标配感光元件	OV7725(30W像素)	OV7725(30W像素)	OV7725(30W像素)	OV5640(500W像素)	OV5640(500W像素)

注意：因为MicroPython可以在很多平台上运行。最开始在pyb模块，pyboard，是基于STM32的，但是后来又加入了esp8266和esp32，以及nrf系列，他们的架构和STM32不同。所以官方统一制定了machine模块，所以通用性更高一些，最终pyb会被淘汰。

OpenMV4 H7 Plus / OpenMV4 H7 / OpenMV3，主控为STM32，一般用pyb模块。

2024年最新款的OpenMV RT1062，主控为IMXRT1062，只支持machine模块，不支持pyb模块。请使用对应的machine代码哦~

常用的函数

pyb.delay(50) # 延时 50 毫秒
pyb.millis() # 获取从启动开始计时的毫秒数

LED

from pyb import LED

led = LED(1) # 红led
led.toggle()
led.on()#亮
led.off()#灭

LED(1) -> 红LED
LED(2) -> 绿LED
LED(3) -> 蓝LED
LED(4) -> 红外LED，两个

在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

from machine import LED
import time

red_led = LED("LED_RED")
green_led = LED("LED_GREEN")
blue_led = LED("LED_BLUE")
blue_led.off()
green_led.off()
red_led.off()

while(1):
    green_led.toggle()
    red_led.on()
    time.sleep_ms(250)
    red_led.off()
    time.sleep_ms(250)

IO

from pyb import Pin

p_out = Pin('P7', Pin.OUT_PP)#设置p_out为输出引脚
p_out.high()#设置p_out引脚为高
p_out.low()#设置p_out引脚为低

p_in = Pin('P7', Pin.IN, Pin.PULL_UP)#设置p_in为输入引脚，并开启上拉电阻
value = p_in.value() # get value, 0 or 1#读入p_in引脚的值

在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

from machine import Pin

p_out = Pin("P7", Pin.OUT)#设置p_out为输出引脚
p_out.high()#设置p_out引脚为高
p_out.low()#设置p_out引脚为低

p_in = Pin("P8", Pin.IN, Pin.PULL_UP)#设置p_in为输入引脚，并开启上拉电阻
value = p_in.value() # get value, 0 or 1#读入p_in引脚的值
Copy

Servo

视频教程34 – OpenMV控制三个舵机：OpenMV控制3个舵机 | 星瞳科技

from pyb import Servo

s1 = Servo(1) # servo on position 1 (P7)
s1.angle(45) # move to 45 degrees
s1.angle(-60, 1500) # move to -60 degrees in 1500ms
s1.speed(50) # for continuous rotation servos

Servo(1) -> P7 (PD12)

Servo(2) -> P8 (PD13)

OpenMV3 M7 / OpenMV4 H7上增加：

Servo(3) -> P9 (PD14)

注意：OpenMV4 H7 Plus P9不能使用PWM

OpenMV RT1062 有P7 P8 P9 P10 四个PWM引脚。在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

# 舵机控制例子
#
# 这个例子展示了如何使用OpenMV来控制舵机
#
# 伺服系统需要 50 Hz PWM，脉冲宽度为 1000us 至 2000us。

import time
from machine import PWM

# P7 和 P8 可以共享相同的 PWM  module，它们需要具有相同的频率。
p7 = PWM("P7", freq=50, duty_ns=(2000 * 1000))
p8 = PWM("P8", freq=50, duty_ns=(2000 * 1000))

# P9 和 P10 可以共享相同的 PWM  module，它们需要具有相同的频率。
p9 = PWM("P9", freq=50, duty_ns=(2000 * 1000))
p10 = PWM("P10", freq=50, duty_ns=(2000 * 1000))


while True:
    for i in range(1000, 2000, 100):
        p7.duty_ns(i * 1000)
        p8.duty_ns(i * 1000)
        p9.duty_ns(i * 1000)
        p10.duty_ns(i * 1000)
        time.sleep_ms(1000)

    for i in range(2000, 1000, -100):
        p7.duty_ns(i * 1000)
        p8.duty_ns(i * 1000)
        p9.duty_ns(i * 1000)
        p10.duty_ns(i * 1000)
        time.sleep_ms(1000)

IO中断

from pyb import Pin, ExtInt

callback = lambda e: print("intr")
ext = ExtInt(Pin('P7'), ExtInt.IRQ_RISING, Pin.PULL_NONE, callback)

在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

from machine import Pin
import time
pin0 = Pin("P0", Pin.IN, Pin.PULL_UP)
callback = lambda e: print("intr")
pin0.irq(callback, Pin.IRQ_FALLING)

while True:
    time.sleep(1)

定时器

from pyb import Timer

tim = Timer(4, freq=1000)
tim.counter() # get counter value
tim.freq(0.5) # 0.5 Hz
tim.callback(lambda t: pyb.LED(1).toggle())

Timer 1 Channel 3 Negative -> P0
Timer 1 Channel 2 Negative -> P1
Timer 1 Channel 1 Negative -> P2
Timer 2 Channel 3 Positive -> P4
Timer 2 Channel 4 Positive -> P5
Timer 2 Channel 1 Positive -> P6
Timer 4 Channel 1 Negative -> P7
Timer 4 Channel 2 Negative -> P8

OpenMV M7上增加：
Timer 4 Channel 3 Positive -> P9

在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

from machine import LED
from machine import Timer

blue_led = LED("LED_BLUE")

# 当被调用时，我们将返回timer对象
# 注意:在回调中不允许分配内存的函数
def tick(timer):
    blue_led.toggle()

# machine模块目前仅支持-1虚拟定时器。
tim = Timer(-1, freq=1, callback=tick)  # 创建一个定时器对象—以1Hz触发

PWM

from pyb import Pin, Timer

p = Pin('P7') # P7 has TIM4, CH1
tim = Timer(4, freq=1000)
ch = tim.channel(1, Timer.PWM, pin=p)
ch.pulse_width_percent(50)

在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

from machine import PWM
import time

p7 = PWM("P7", freq=100, duty_u16=32768)

while True:
    for i in range(0, 65536, 256):
        p7.duty_u16(65535 - i)
        time.sleep_ms(10)
    p7.duty_u16(32768)

ADC

from pyb import Pin, ADC

adc = ADC('P6')
adc.read() # read value, 0-4095

在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

from machine import ADC

adc = ADC('P6')
adc.read_u16()

DAC

from pyb import Pin, DAC

dac = DAC('P6')
dac.write(120) # output between 0 and 255

UART

from pyb import UART

uart = UART(3, 9600)
uart.write('hello')
uart.read(5) # read up to 5 bytes

UART 3 RX -> P5 (PB11)
UART 3 TX -> P4 (PB10)

OpenMV3 M7 / OpenMV4 H7/ OpenMV4 H7 Plus上增加：
UART 1 RX -> P0 (PB15)
UART 1 TX -> P1 (PB14)

在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

from machine import UART

uart = UART(1, 9600)
uart.write('hello')
uart.read(5) # read up to 5 bytes

OpenMV RT1062只有串口1，对应 P4 P5 引脚。 UART 1 RX -> P5 (PB11)
UART 1 TX -> P4 (PB10)

SPI

from pyb import SPI

spi = SPI(2, SPI.MASTER, baudrate=200000, polarity=1, phase=0)
spi.send(b'hello')
spi.recv(5) # receive 5 bytes on the bus
spi.send_recv(b'hello') # send a receive 5 bytes

在 OpenMV RT 上不能用pyb模块，只能使用以下machine模块：

from machine import SPI

spi = SPI(1, baudrate=int(1000000000 / 66), polarity=0, phase=0)
spi.write(b'hello')
spi.read(5) # receive 5 bytes on the bus

txdata = b"12345678"
rxdata = bytearray(len(txdata))
spi.write_readinto(txdata, rxdata)  # Simultaneously write and read bytes.

I2C

from machine import I2C, Pin
i2c = I2C(sda=Pin('P5'),scl=Pin('P4'))

i2c.scan()
i2c.writeto(0x42, b'123')         # write 3 bytes to slave with 7-bit address 42
i2c.readfrom(0x42, 4)             # read 4 bytes from slave with 7-bit address 42

i2c.readfrom_mem(0x42, 8, 3)      # read 3 bytes from memory of slave 42,
                                # starting at memory-address 8 in the slave
i2c.writeto_mem(0x42, 2, b'\x10') # write 1 byte to memory of slave 42
                                # starting at address 2 in the slave

I2C 2 SCL (Serial Clock) -> P4 (PB10)
I2C 2 SDA (Serial Data) -> P5 (PB11)

OpenMV3 M7 / OpenMV4 H7 / OpenMV4 H7 Plus上增加：
I2C 4 SCL (Serial Clock) -> P7 (PD13)
I2C 4 SDA (Serial Data) -> P8 (PD12)

machine库是软件模拟的I2C协议，所以使用任何引脚都可以，但是还是推荐使用上面所说的引脚。

在 OpenMV RT 上可以这样调用：

from machine import I2C, Pin
i2c = I2C(1)

i2c.scan()
i2c.writeto(0x42, b'123')         # write 3 bytes to slave with 7-bit address 42
i2c.readfrom(0x42, 4)             # read 4 bytes from slave with 7-bit address 42

i2c.readfrom_mem(0x42, 8, 3)      # read 3 bytes from memory of slave 42,
                                # starting at memory-address 8 in the slave
i2c.writeto_mem(0x42, 2, b'\x10') # write 1 byte to memory of slave 42
                                # starting at address 2 in the slave

Switch Pin 自定义按键SW

# OpenMV Cam 上的用户开关可通过“SW”引脚读取。 
# 该引脚通过 RC 电路在硬件中进行去抖。 
# 因此，您只需读取引脚状态即可了解开关是否被按下。

import machine

sw = machine.Pin("SW", machine.Pin.IN)
r = machine.LED("LED_RED")

while True:
    r.value(not sw.value())
    print(sw.value())

仅OpenMV RT具有SW自定义按键，OpenMV4 H7 / OpenMV4 H7 Plus / OpenMV3 M7 没有自定义按键。

字符串简介json／正则

介绍

在传统的单片机应用中，两个单片机串口通信，都是自己定义一些帧，包括帧头，数据帧，校验帧，帧尾。图中是飞控MavLink的协议。

这种方式，稳定，高效。缺点也很明显：开发难度稍大，需要自己制定协议，编码解码需要手动编写。如果想快速尝试两个单片机通信的。我推荐使用串口传输json字符串！

优点：不需要了解底层的事情，比如：

不考虑大端小端

不考虑数据的byte转换

支持任意长的int，float

简单易懂，容易开发。

缺点：效率稍低。json的编码和解码会占用cpu。

其实传输json在网络编程中已经成为标准，比如在restful api中，前端和后端使用json来获取信息。只是在传统单片机的领域中不常见，一方面是效率稍低，嵌入式通常对成本的控制要求比较高。但是随着芯片成本的降低，很多应用对物料成本要求不是很高了，对开发效率越来越重视。

字符串

string = "hello string!"

OpenMV 是可以直接通过串口发送字符串的。

from machine import UART

uart = UART(1, 9600)
string = "hello string!"
uart.write(string)

字符串操作

Python3 字符串 | 菜鸟教程

举个例子：


blobs=[12,23,11,22,33,44]

print("%d", blobs[3])

JSON

JSON是一种简洁高效的交换数据的格式。它可以是这种简单的：

"[[12,0],[10,12],[22,10],[99,11]]"

注：我通过这种简单的字符串，把OpenMV中的色块的x，y坐标发送出去。

也可以是这种复杂的：（'''在python中表示多行字符串）

'''
{
    "number":10,
    "color" :[255,0,0],
    "rate" :0.65
}
'''

我使用这种结构把OpenMV采集到的颜色信息发送到wifi中的服务器中。

甚至于，可以像这样：

'''
{
  "firstName": "John",
  "lastName": "Smith",
  "sex": "male",
  "age": 25,
  "address": 
  {
    "streetAddress": "21 2nd Street",
    "city": "New York",
    "state": "NY",
    "postalCode": "10021"
  },
  "phoneNumber": 
  [
    {
      "type": "home",
      "number": "212 555-1234"
    },
   {            
      "type": "fax",
      "number": "646 555-4567"
    }
  ]
}
'''

注意：json的形式和Python很像，但是json是javascript的对象表达形式，和python的表达形式稍有不同。

python生成json

OpenMV有json的模块，json.dumps(obj)和ujson.loads(str)可以很容的生成json字符串和解析json字符串。

import json

obj = [[12,0],[10,12],[22,10],[99,11]]
print(json.dumps(obj))

obj = {
    "number":10,
    "color" :[255,0,0],
    "rate" :0.65
}
print(json.dumps(obj))

会输出：

'[[12, 0], [10, 12], [22, 10], [99, 11]]'

'{"color": [255, 0, 0], "number": 10, "rate": 0.65}'

然后把字符串通过串口发送出去，然后在另一端，把json字符串解析成对象／数组。然后进行接下来的逻辑操作。

其他单片机的json模块

json很简单也很通用。

Arduino: GitHub – bblanchon/ArduinoJson: 📟 JSON library for Arduino and embedded C++. Simple and efficient.

STM32: 【STM32】使用keil提供的JSON库——Jansson_keil.jansson-CSDN博客

MicroPython(pyboard,esp8266,samd21): json – JSON encoding and decoding — MicroPython latest documentation

NodeMCU(esp8266): https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/en/modules/sjson/

你可以利用这些库，把json字符串转换成对象。

电脑其他语言的json模块

基本所有的语言都支持json（连lisp都有）。。。所以可以很容易的进行通信。

正则表达式

如果是一些简单的字符串处理，使用python内置的一些功能就可以，但是对于复杂一些的需求，就需要使用正则表达式了。

比如URL处理中。（此处在OpenMV中使用不多）

作者：星瞳科技OpenMV

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文件系统

根目录

绝对路径与相对路径

MicroPython的文件读写

MicroPython的OS模块

OpenMV的默认文件

模块的使用

什么是模块？

如何使用模块？

如何添加自定义模块？

pyb各种外设

概览

常用的函数

LED

IO

Servo

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IO中断

定时器

PWM

ADC

DAC

UART

SPI

I2C

Switch Pin 自定义按键SW

字符串简介json／正则

介绍

字符串

字符串操作

JSON

python生成json

其他单片机的json模块

电脑其他语言的json模块

正则表达式

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