輕鬆實現按鍵稱重功能的Python代碼

一、背景和概述

按鍵稱重在實際運用中是比較常見的需求，例如，在稱重傳感器沒有辦法得到的情況下，使用按鍵手動輸入重量成為了一個簡單可行的解決方案。本文將介紹如何使用Python輕鬆實現這一功能。

二、方案設計

首先，我們需要準備一個按鍵，將其連接到單片機發出的GPIO信號上。當按鍵被按下時，該GPIO信號置為高電平，否則為低電平。我們需要解決的問題是在按下按鍵時如何知道重量。

一種可行的方法是使用串口和計算機通訊。單片機通過串口向計算機發送當前按鍵的狀態和時間戳等信息，計算機對這些信息進行處理，從而得到重量值。這種方法需要使用單片機和計算機進行通訊，增加了開發的難度，同時也增加了成本。

另外一種方法是在單片機中預置一些按鍵與重量值的對應表格，當按鍵被按下時，單片機直接由表格中查找對應的重量值。這種方法無需使用複雜的通訊模塊，在單片機中處理簡單，但需要佔用單片機的存儲器空間。

還有一種方法是使用Python程序處理按鍵狀態並確定重量值。這種方法需要使用單片機將按鍵狀態信息通過串口發給計算機，由Python程序獲取計算機串口發來的數據進行處理，並計算相應重量值。這種方法相對第一種方法更加簡單，不需要在單片機上開發通訊模塊，同時也降低了單片機的運算負擔。

三、實現過程

本篇文章介紹第三種方法，即使用Python程序處理按鍵狀態並確定重量值。

1. 軟件準備

在編寫代碼之前，我們需要安裝Python的串口通訊庫，可以使用pip進行安裝，命令如下：

pip install pyserial

2. 單片機端處理

在單片機端，我們需要按照官方文檔的說明連接按鍵到GPIO口上，並應用相應的引腳配置。

當按鍵被按下時，通過串口向計算機發送狀態信息。判斷按鍵被按下的代碼如下：

// 假設按鍵連接在P1口上
if (P1 == 0)
{
     // 按鍵被按下，將按鍵狀態通過串口發出，代碼略
}

獲取按鍵時間戳的代碼如下：

// 獲取當前時間戳，單位為毫秒
unsigned long ts = millis();
// 將時間戳通過串口發出，代碼略

3. Python端處理

在Python程序中，我們需要通過串口接收單片機發出的指令，判斷指令的類型，並進行相應的處理。接收串口數據的代碼如下：

import serial
ser = serial.Serial('COM1', 9600)
msg = ser.readline().decode().strip()

在獲得串口數據之後，需要根據指令類型進行判斷，並解析相應的數據。接收到按鍵狀態指令後，我們需要記錄下按鍵的狀態和時間戳。代碼如下：

if msg.startswith('key:'):
    key, ts = msg.split(':')[-2:]
    key_status = int(key)
    key_ts = int(ts)
    # 進行重量計算，代碼略

計算重量值的方法很簡單：當按鍵狀態改變時，計算時間差，根據時間差計算重量值，然後將重量值打印出來即可。代碼如下：

# 當前按鍵狀態為按下
if key_status == 1:
    if last_key_status == 0:
        last_key_ts = key_ts
    else:
        if last_key_ts < key_ts:
            weight = (key_ts - last_key_ts) * weight_per_ms
            print('weight:', weight)
else:
    last_key_status = 0

四、總結

本文介紹了使用Python實現按鍵稱重功能的方法。該方法需要將按鍵的狀態和時間戳通過串口發送給計算機，Python程序接收這些信息，計算出當前的重量值。與另外兩種方法相比，本方法更加簡單，不需要實現複雜的通訊模塊，同時單片機的運算負擔也得到了一定的減輕。