输入24位二进制代码控制并行输出的24个led

Question

我想在串口调试助手输入24位二进制代码给esp32，通过三个级联的74HC595控制并行输出的24个led，为什么结果不对呢求指教，下面是代码

import machine
import uasyncio as asyncio

# 设置串口引脚
UART_TX_PIN = 17
UART_RX_PIN = 16

# 初始化串口
uart = machine.UART(1, baudrate=115200, tx=UART_TX_PIN, rx=UART_RX_PIN)

# 设置74HC595引脚
# 74HC595引脚定义
DATA_PIN = 18
CLOCK_PIN = 19
LATCH_PIN = 21

# 初始化74HC595引脚
data_pin = machine.Pin(DATA_PIN, machine.Pin.OUT)
clock_pin = machine.Pin(CLOCK_PIN, machine.Pin.OUT)
latch_pin = machine.Pin(LATCH_PIN, machine.Pin.OUT)

async def control_led(data):
    # 将数据传送给74HC595芯片并控制LED
    for segment_data in data:
        for byte in segment_data:
            for i in range(8):
                # 依次发送每一位数据到74HC595
                if byte & (1 << i):
                    data_pin.on()
                else:
                    data_pin.off()

                # 上升沿触发时钟
                clock_pin.on()
                await asyncio.sleep_ms(1)
                clock_pin.off()

            # 上升沿触发锁存
            latch_pin.on()
            await asyncio.sleep_ms(1)
            latch_pin.off()

            # 等待一段时间，控制LED保持稳定状态
            await asyncio.sleep_ms(10)  # 降低等待时间，以便快速刷新LED状态
        while True:
           pass  # 无限循环，保持输出端口状态不变
# 异步函数，用于接收PC端发送的二进制数据并控制LED
async def receive_and_control_led():
    while True:
        if uart.any():  # 检查是否有数据到达
            data = uart.read(3)  # 读取24位二进制数据
            segments = [data[:8], data[8:16], data[16:]]  # 分割数据为三个8位段
            await control_led(segments)  # 控制LED
        await asyncio.sleep_ms(10)  # 延迟以确保正确时序

# 创建事件循环
loop = asyncio.get_event_loop()

# 启动异步任务
loop.create_task(receive_and_control_led())

# 保持微控制器处于空闲状态
try:
    loop.run_forever()
except KeyboardInterrupt:
    loop.close()

```

Answer 1

以下内容由CHATGPT及阿里嘎多学长共同生成、有用望采纳：

---

您想要解决的问题

您的目的在于通过串口从PC端接收24位的二进制数据，然后使用ESP32控制三个级联的74HC595来并行驱动24个LED，但当前实现的结果不符合预期。

问题出现原因

1. 数据接收问题：代码中使用uart.read(3)尝试读取24位数据，但实际上可能无法保证一次读取到完整的24位数据。
2. 数据分割问题：即使读取到了24位数据，将其分割为三个8位段的方式可能存在问题。
3. 控制逻辑问题：控制LED的逻辑可能存在问题，特别是在位操作和时序控制上。
4. 锁存信号问题：在控制LED的函数中，锁存信号的触发方式可能不正确。

问题解决方案

1. 确保数据完整性：需要保证从串口读取的数据是完整的24位。
2. 正确分割数据：读取到的数据应该正确分割成三个8位的数据段。
3. 修正控制逻辑：调整控制LED的逻辑，确保每一位都能正确地被处理。
4. 优化锁存信号触发：确保锁存信号能够在正确的时刻触发。

提供代码

以下是修改后的代码示例，解决了上述问题：

import machine
import uasyncio as asyncio

# 设置串口引脚
UART_TX_PIN = 17
UART_RX_PIN = 16

# 初始化串口
uart = machine.UART(1, baudrate=115200, tx=UART_TX_PIN, rx=UART_RX_PIN)

# 设置74HC595引脚
DATA_PIN = 18
CLOCK_PIN = 19
LATCH_PIN = 21

# 初始化74HC595引脚
data_pin = machine.Pin(DATA_PIN, machine.Pin.OUT)
clock_pin = machine.Pin(CLOCK_PIN, machine.Pin.OUT)
latch_pin = machine.Pin(LATCH_PIN, machine.Pin.OUT)

async def control_led(data):
    # 将数据传送给74HC595芯片并控制LED
    for byte in data:
        for i in range(8):
            data_pin.value = (byte & (1 << i)) >> i
            clock_pin.value = 1
            await asyncio.sleep_ms(1)
            clock_pin.value = 0
        latch_pin.value = 1
        await asyncio.sleep_ms(1)
        latch_pin.value = 0

async def receive_and_control_led():
    while True:
        data = uart.read(3)  # 尝试读取3字节数据
        if len(data) == 3:  # 确保读取到的数据长度正确
            data = int.from_bytes(data, 'big')  # 将字节数据转换为整数
            segment_data = [(data >> (8 * i)) & 0xFF for i in range(3)]  # 分割数据为三个8位段
            await control_led(segment_data)  # 控制LED
        await asyncio.sleep_ms(10)  # 延迟以确保正确时序

# 创建事件循环
loop = asyncio.get_event_loop()

# 启动异步任务
loop.create_task(receive_and_control_led())

# 保持微控制器处于空闲状态
try:
    loop.run_forever()
except KeyboardInterrupt:
    loop.close()

代码运行方式

• 确保ESP32开发板连接到电脑，并且已经安装了相应的驱动程序。
• 将上述代码上传到ESP32开发板上。
• 使用串口调试助手或其他串口通信工具发送24位的二进制数据。
• 观察LED的响应是否与发送的数据一致。

代码预期运行结果

如果代码正确运行，那么当串口调试助手发送24位二进制数据时，ESP32将通过级联的74HC595控制24个LED的亮灭状态，以反映发送的数据。

推荐相关链接

• ESP32官方文档
• 74HC595数据手册
• MicroPython官方文档
• uAsyncio库文档