目前全網(wǎng)最詳細(xì)的樹莓派 Pico入門指南

目前全網(wǎng)最詳細(xì)的樹莓派Pico入門指南

[導(dǎo)讀]2021年1月底的時(shí)候，樹莓派基金會(huì)發(fā)布了一個(gè)重磅消息，推出了進(jìn)軍微控制器領(lǐng)域的樹莓派Pico。

2021年1月底的時(shí)候，樹莓派基金會(huì)發(fā)布了一個(gè)重磅消息，推出了進(jìn)軍微控制器領(lǐng)域的樹莓派Pico。功能強(qiáng)勁，價(jià)格便宜的特性讓Pico受到了全世界創(chuàng)客們的關(guān)注，這篇文章就來給大家介紹一下Pico這個(gè)小玩意兒。文章原文來自DroneBotWorkshop，負(fù)責(zé)人是一個(gè)非常和藹的老爺爺。有條件的小伙伴可以去油管關(guān)注一下他。這篇文章使用MicroPython在樹莓派Pico上編程，一起來看看三十塊的微控制器究竟能做些什么。介紹樹莓派基金會(huì)發(fā)布微控制器本身就是一個(gè)大消息，畢竟在這之前，這個(gè)世界上最流行的單板電腦的制造商從來沒有表示過對(duì)微控制器的興趣。不僅僅是樹莓派Pico的公布讓人感到意外，這次樹莓派還自己打造了一款新的芯片。他們沒有在現(xiàn)有代碼的基礎(chǔ)上，支持基于ESP32或SAMD21的設(shè)計(jì)，而是選擇創(chuàng)建自己的微控制器。所以談到Pico時(shí)，我們都是新手。樹莓派也在官網(wǎng)發(fā)布了一大堆技術(shù)文檔，還有一本名為《GetStartedwithMicroPythononRaspberryPiPico》的說明書。它有紙質(zhì)版，也有PDF版下載。除此之外，目前還沒有關(guān)于Pico更深入的資料。不過隨著時(shí)間的推移，這種情況很快就會(huì)改變，樹莓派已經(jīng)授權(quán)包括Adafruit在內(nèi)的其他廠商在自己的設(shè)計(jì)中使用RP2040芯片。假以時(shí)日，就會(huì)給我們帶來更多的代碼和開發(fā)工具。我們先來嘗試一下，給Pico連接上一堆東西，會(huì)發(fā)生什么有趣的事情吧！樹莓派PicoPico是一塊小小的板子，大小和ArduinoNano差不多。和所有樹莓派一樣，包裝非常簡陋，只是一個(gè)塑料包裝內(nèi)的Pico，而塑料包裝本身就是從一條條的包裝上剪下來的，非常像小時(shí)候吃的咪咪蝦條或者是糖果的包裝。看看Pico的板子四刀買到的就僅僅是這么一款裸板，沒有多的，就是這么環(huán)保。裸板不帶針腳，需要自己焊。這是一塊做工精良的電路板，也可以作為SMD元件，直接焊接到印刷電路板上。俯視圖從頂部看，Pico是這樣的。板上最主要的功能是一端的microUSB連接器。它既用于通信，也用于給Pico供電。在microUSB連接器旁邊安裝了一個(gè)板載LED，它內(nèi)部連接到GPIO針腳25。值得注意的是，這是整個(gè)Pico板上唯一的LED。開機(jī)按鈕安裝在離LED稍低一點(diǎn)的地方，它可以讓你改變Pico的啟動(dòng)模式，這樣你就可以在上面加載MicroPython，進(jìn)行拖拽式編程。在板子的底部，你會(huì)看到三個(gè)連接點(diǎn)，這些連接點(diǎn)是用于串行Debug選項(xiàng)的，我們今天是入門，暫時(shí)不探討這個(gè)問題，高級(jí)開發(fā)者會(huì)比較感興趣。在板子的中央是整個(gè)板子的“大腦”——RP2040MCU，我們一會(huì)兒就會(huì)研究它的功能。接地引腳板子上有好幾個(gè)地線，8個(gè)地線加上3針Debug連接器上的一個(gè)附加地線。這些引腳很容易發(fā)現(xiàn)，它們是均勻的，而且是方形的，而不是像其他連接的圓形。其中一個(gè)位于33號(hào)針腳的地線也被指定為模擬地線。電源引腳Pico是一個(gè)3.3V的邏輯器件，但由于內(nèi)置了電壓轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓器，它可以用一系列電源供電。所有與電源相關(guān)的引腳都被安排在了一起，靠近microUSB連接器。VBUS-這是來自microUSB總線的電源，5V。如果Pico不是由microUSB連接器供電，那么這里將沒有輸出。VSYS-這是輸入電壓，范圍為2至5V。板載電壓轉(zhuǎn)換器將為Pico將其改為3.3V。3V3-這是Pico內(nèi)部調(diào)節(jié)器的3.3伏輸出。只要將負(fù)載保持在300ma以下，它就可用于為其他組件供電。還有幾個(gè)輸入可以讓你控制Pico的電源。3V3_EN-你可以使用此輸入禁用Pico的內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器，從而關(guān)閉Pico和由其供電的任何組件。RUN-可以啟用或禁用RP2040微控制器，也可以將其復(fù)位。GPIO引腳樹莓派Pico板上有26個(gè)裸露的GPIO連接。它們的排列順序很好，在GPIO22和GPIO26之間有一個(gè)"空隙"（這些"缺失"的引腳在內(nèi)部使用）。這些引腳都有多種功能，你可以為PWM配置多達(dá)16個(gè)引腳。有兩個(gè)I2C總線，兩個(gè)UART和兩個(gè)SPI總線，這些可以配置使用多種GPIO引腳。模擬引腳Pico有三個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，還有一個(gè)內(nèi)部用于板載溫度傳感器的轉(zhuǎn)換器。ADC的分辨率為12位。你也可以在ADC_VREF引腳上提供一個(gè)外部精密電壓參考。其中一個(gè)接地點(diǎn)，即33腳上的ADC_GND被用作該參考點(diǎn)的接地點(diǎn)。RP2040微控制器樹莓派Pico是圍繞基金會(huì)的新芯片RP2040微控制器而設(shè)計(jì)的。下面是它的參數(shù)：雙核32位ARMCortex-M0+處理器運(yùn)行在48MHz，但可以超頻到133MHz。30個(gè)GPIO引腳(26個(gè)暴露)可支持USB主機(jī)或設(shè)備模式8可編程I/O（PIO）狀態(tài)機(jī)RP2040能夠支持高達(dá)16MB的片外閃存，不過在Pico中只有4MB。樹莓派基金會(huì)對(duì)這款芯片有很多計(jì)劃，也已經(jīng)授權(quán)給了很多其他廠商。對(duì)Pico進(jìn)行編程你可以使用兩種編程語言之一開始使用Pico。MicroPython-一種專門為微控制器制作的解釋語言。C++-許多微控制器用戶都熟悉C++，因?yàn)樗挥糜贏rduino和ESP32板上。雖然我急于將C++與Pico一起使用，以榨取它的每一克性能，但還是決定與大多數(shù)人一樣，使用MicroPython。在這個(gè)早期的開發(fā)階段，C++的工具還在進(jìn)行最后的開發(fā)，期待著Pico成為PlatformIO和ArduinoIDE板系列的一部分。開始使用Pico當(dāng)我們拿到Pico板時(shí)，它被包裝在一個(gè)塑料載體中，沒有額外的零件。除非你有計(jì)劃將Pico表面貼裝，或者你的唯一目的是只是點(diǎn)個(gè)燈，否則我們都需要一些引腳。Pico有40個(gè)引腳，每側(cè)20個(gè)。另外三個(gè)針腳用于調(diào)試端口。標(biāo)準(zhǔn)的公頭針腳有40個(gè)針腳帶，因此可以將其中一個(gè)針腳帶減半，作為Pico的針腳使用。如果你想在Debug連接器上安裝針腳，你需要另一個(gè)3針的公頭，可以是直的或90度的。焊接一個(gè)Pico在開始對(duì)Pico進(jìn)行編程之前，我們需要進(jìn)行一些焊接工作！除了杜邦公頭引腳之外，我們還需要合適的烙鐵和一些焊料。電烙鐵的頭需要精細(xì)一點(diǎn)，我們還需要一塊清潔海綿和一個(gè)支架。此外，我們還需要想辦法在焊接Pico引腳時(shí)把它固定住，因?yàn)樗鼈冃枰跃_的90度角安裝到電路板上，這樣才能裝入無焊料面包板。許多實(shí)驗(yàn)都使用無焊面包板來固定引腳，雖然這種方法可行，但有可能因熱力或焊料飛濺而損壞面包板。所以最好的解決方法是，你有一塊老舊的面包板，用它作為針座。我個(gè)人喜歡用幾塊便宜的灌注板、打孔實(shí)驗(yàn)板。我說的"便宜"是指單面的東西，沒有排孔，只有一面是裸銅的。兩片這種東西很適合固定引腳，每當(dāng)要焊接一個(gè)小模塊或者單片機(jī)的時(shí)候，我就經(jīng)常用這個(gè)。把電烙鐵加熱到一定溫度，然后加熱引腳與焊盤的連接處，在另一面涂上焊料，千萬不要直接涂到電烙鐵上。加熱零件，而不是焊料。如果你想焊接Debug的3個(gè)引腳連接器（這是可選的），你可能應(yīng)該先做。這些引腳的方向與GPIO引腳的方向相反。我用了一個(gè)小的便簽墊來固定電路板，因?yàn)镈ebug連接器與GPIO引腳在網(wǎng)格上并不一致。之后就是焊接40個(gè)引腳了，一次20個(gè)!真的不需要太長的時(shí)間，只需要用盡可能多的焊料，避免出現(xiàn)焊橋，完成后再檢查一下。焊接后清理Pico我喜歡在焊接完我的PCB后清洗它們，以去除焊料核心中的助焊劑和樹脂。它表現(xiàn)為焊接連接處周圍的褐色污漬。這一步完全是可有可無的，因?yàn)橹竸┖蜆渲瑢?duì)元件的運(yùn)行或壽命沒有任何不利影響。它只是看起來更好看！如果你想克隆你的板子，你需要一些PCB板清洗劑或FlusRemover。由于它也往往會(huì)留下一點(diǎn)殘留物，我用異丙醇來清理。PCB板清洗劑可以到網(wǎng)上購買。異丙醇可以在當(dāng)?shù)厮幍暾业?，一定要買純酒精和水的混合物（70%），不要買有香味的。我用一把舊牙刷和一些塑料容器，在一個(gè)盆子里進(jìn)行工作。記得最好要準(zhǔn)備好口罩、手套和護(hù)目鏡。我用牙刷蘸PCB清潔劑擦洗引腳，然后用牙刷蘸異丙醇沖洗。讓板子自然風(fēng)干，也可以使用空氣軟管，這樣之后，我們將擁有一個(gè)閃閃發(fā)光的新Pico！Pico和ThonnyIDE現(xiàn)在Pico的引腳已經(jīng)連接好了，我們可以開始對(duì)它進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。建議你把它放在一個(gè)無焊的面包板上，以迎接我們即將到來的實(shí)驗(yàn)。雖然有許多IDE可以讓我們選擇與我們的新Pico一起工作，但我的建議是使用樹莓派推薦的ThonnyIDE。ThonnyIDEThonny自稱是"PythonIDEforBeginners"，它適用于Windows、MacOSX和Linux。它也是樹莓派操作系統(tǒng)(以前的Raspbian)的一部分。我將在樹莓派操作系統(tǒng)上使用ThonnyIDE，運(yùn)行在8GB的樹莓派4上，作為我今天實(shí)驗(yàn)的開發(fā)平臺(tái)。當(dāng)然，你可以使用任何你能運(yùn)行Thonny的平臺(tái)，但我想讓它在樹莓派家族中運(yùn)行--另外，由于Thonny已經(jīng)安裝在新構(gòu)建的樹莓派操作系統(tǒng)上，所以上手非常簡單。啟動(dòng)和安裝MicroPython我們需要做的第一件事是將MicroPython安裝到Pico上。將microUSB連接到Pico上，并準(zhǔn)備將另一端插入電腦。在插入之前，先按下Pico上的BootSelect（開關(guān)）按鈕。按住BOOTSEL鍵，將Pico插入電腦的USB端口。按住BOOTSEL鍵幾秒鐘，然后松開。你應(yīng)該會(huì)看到一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)器在你的電腦上可用，信息看起來會(huì)有所不同，這取決于你所使用的操作系統(tǒng)，但它類似于你將U盤插入電腦時(shí)得到的信息。打開新的"驅(qū)動(dòng)器"，你會(huì)看到一個(gè)名為RPI-RP2的文件夾。在這個(gè)驅(qū)動(dòng)器里，你會(huì)看到幾個(gè)文件，其中一個(gè)是網(wǎng)頁文檔index.htm。點(diǎn)擊該網(wǎng)頁文件，瀏覽器就會(huì)打開，你會(huì)被重定向到樹莓派Pico入門頁面。點(diǎn)擊MicroPython入門的標(biāo)簽。你會(huì)看到一個(gè)鏈接來下載一個(gè)UF2文件，這就是可下載的MicroPython文件。把這個(gè)文件下載到你的電腦上?，F(xiàn)在將下載的文件拖到Pico的RPI-RP2文件夾中。一旦這樣做了，文件夾就會(huì)消失，Pico將以MicroPython模式啟動(dòng)。配置ThonnyIDE在Pico仍然被連接的情況下，打開ThonnyIDE，如果你和我一樣使用樹莓派操作系統(tǒng)，你會(huì)在編程工具菜單下找到Thonny。一旦Thonny打開，請(qǐng)看右下角的狀態(tài)欄，它可能會(huì)顯示一個(gè)Python的版本。這是當(dāng)前在你的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的Python版本，對(duì)于我們的實(shí)驗(yàn)來說，這一點(diǎn)并不重要。點(diǎn)擊該消息，應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)一個(gè)下拉菜單，還有其他環(huán)境可以選擇。其中一個(gè)應(yīng)該是MicroPython(樹莓派Pico)。選擇那一個(gè)。你會(huì)注意到底部打開了一個(gè)新的Shell，在這個(gè)Shell中，你應(yīng)該會(huì)看到一些文字，表明你已經(jīng)連接到Pico。是時(shí)候開始編程了!Shell測試Shell是Pico的"命令行"，你可以直接在這里執(zhí)行代碼。一個(gè)簡單的測試是輸入以下內(nèi)容（這也是查看你是否正確連接到Pico的好方法），然后按Enter鍵。print(“Hello

World”)你應(yīng)該在shell中看到"HelloWorld"被打印出來了，當(dāng)然這是你告訴Pico要做的。腳本測試當(dāng)然，你不會(huì)直接在shell中輸入你的程序，一來，一旦你執(zhí)行了程序，它們就會(huì)消失，二來，對(duì)于任何相當(dāng)大的程序來說，也是不方便的。你要用編輯器來輸入你的程序，也就是shell上面的大文本區(qū)域，在ThonnyIDE的屏幕上占主導(dǎo)地位。進(jìn)入這個(gè)編輯器，輸入和剛才一樣的文字，用一個(gè)漂亮的"你好"來迎接編程世界。點(diǎn)擊"運(yùn)行"按鈕（綠色帶箭頭的那個(gè)），系統(tǒng)會(huì)提示你先保存程序。你可以選擇將其保存在本地電腦或Pico上，嘗試保存在Pico上。給你的程序起個(gè)帶".py"后綴的名字，比如"hello.py"。程序?qū)⒈槐４娌⑦\(yùn)行，你將在shell中看到"HelloWorld"的問候語。你可以按"運(yùn)行"按鈕再次看到它，再按一次。所以，現(xiàn)在你知道了如何編寫和保存MicroPython程序，我們就可以開始我們的實(shí)驗(yàn)了!使用LED和開關(guān)基本的數(shù)字I/O功能可以很容易地用LED和開關(guān)來說明，這正是我們開始Pico冒險(xiǎn)的方式。但請(qǐng)注意我們?nèi)绾谓o開關(guān)布線，我們將以不同的方式進(jìn)行操作。RGBLED最簡單的輸出設(shè)備可能是LED。當(dāng)在正確的方向上施加足夠的電流時(shí)，這種輸出設(shè)備就會(huì)工作。雖然簡單，但它可以用來說明I/O技術(shù)，這些技術(shù)可以應(yīng)用于其他設(shè)備，如繼電器或晶體管。我將使用一個(gè)Common-CathodeRGBLED，但你也可以使用三個(gè)分立的LED來代替。無論哪種方式，你都還需要三個(gè)降壓電阻，我在實(shí)驗(yàn)中使用了330歐姆的電阻。如果你選擇像我這樣使用RGBLED，一定要買一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RGBLED，而不是一個(gè)可編程的。按鈕開關(guān)這是最簡單的輸入設(shè)備。我用的是一對(duì)瞬時(shí)常開按鈕開關(guān)一個(gè)紅色和一個(gè)黑色，但在其他方面是相同的。我們?cè)俅问褂靡粋€(gè)簡單的輸入設(shè)備來測試我們的小Pico的I/O能力。我們將以不同的方式為兩個(gè)開關(guān)布線，使其更加有趣，而且我們也不會(huì)使用任何上拉或下拉電阻。LED和開關(guān)的連接這里是我們的LED和開關(guān)的連接圖，請(qǐng)記住，如果你沒有共陰極RGBLED，你可以使用三個(gè)獨(dú)立的LED。請(qǐng)注意，這兩個(gè)開關(guān)的接線方式不同。黑色按鈕開關(guān)的一側(cè)連接到Pico的GPIO引腳，另一側(cè)連接到地。紅色開關(guān)則相反，它的一側(cè)連接到GPIO引腳，另一側(cè)連接到3.3伏，這是Pico的工作電壓和邏輯電壓。經(jīng)典項(xiàng)目——點(diǎn)燈我們要做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是我們自己的Arduino"Blink"草圖的變體。是的，從技術(shù)上講，我們已經(jīng)看到了如何閃爍板載LED，但由于我們現(xiàn)在有一個(gè)RGBLED在我們的支配下，我們當(dāng)然可以找到另一種方法來點(diǎn)燈!在Thonny中打開以下代碼。#

樹莓派

Pico

RGB

Blink#

rgb-blink.py#

RED

LED

-

Pico

GPIO

10

-

Pin

14#

GREEN

LED

-

Pico

GPIO

11

-

Pin

15#

BLUE

LED

-

Pico

GPIO

14

-

Pin

19#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

led_red

=

machine.Pin(10,

machine.Pin.OUT)

led_green

=

machine.Pin(11,

machine.Pin.OUT)

led_blue

=

machine.Pin(14,

machine.Pin.OUT)whileTrue:

led_red.value(1)

led_green.value(0)

led_blue.value(0)

utime.sleep(2)

led_red.value(0)

led_green.value(1)

led_blue.value(0)

utime.sleep(2)

led_red.value(0)

led_green.value(0)

led_blue.value(1)

utime.sleep(2)

led_red.value(1)

led_green.value(1)

led_blue.value(0)

utime.sleep(2)

led_red.value(1)

led_green.value(0)

led_blue.value(1)

utime.sleep(2)

led_red.value(0)

led_green.value(1)

led_blue.value(1)

utime.sleep(3)

led_red.value(1)

led_green.value(1)

led_blue.value(1)

utime.sleep(2)print("End

of

Loop")

led_red.value(0)

led_green.value(0)

led_blue.value(0)

utime.sleep(2)這是一個(gè)簡單的腳本，肯定可以改進(jìn)，但它可以很好地說明我們的觀點(diǎn)。我們先導(dǎo)入machine和utime庫。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，任何涉及I/O端口的活動(dòng)都需要用到machine，而只要我們想使用時(shí)間函數(shù)，就需要用到utime。然后，我們定義三個(gè)LED元件的連接，請(qǐng)注意，它們是以GPIO編號(hào)而非Pico上的物理引腳編號(hào)來表示的。我們將所有這些引腳定義為machinePin.OUT，這意味著這些引腳現(xiàn)在被設(shè)置為輸出引腳。whileTrue條件類似于Arduino草圖中的Loop，這里的代碼是連續(xù)執(zhí)行的。在本節(jié)中，我們對(duì)LED進(jìn)行尋址，并將它們?cè)O(shè)置為開（值為1）或關(guān)（值為0）。我們通過一個(gè)序列，在最后一個(gè)序列，我們打印到控制臺(tái)。然后我們?cè)僮鲆槐?。將腳本加載到Pico上，然后觀察LED，你應(yīng)該會(huì)看到一個(gè)彩色的閃爍。開關(guān)測試我們接下來的腳本是對(duì)兩個(gè)開關(guān)進(jìn)行一個(gè)非常基本的測試，我們用這樣一個(gè)奇怪的方式來接線。你會(huì)觀察到的第一件奇怪的事情是它們的接線不同，黑色的開關(guān)將輸入端連接到地，而紅色的開關(guān)將輸入端連接到3.3伏，用于邏輯HIGH。另一個(gè)有趣的事情是，這兩個(gè)開關(guān)都沒有采用上拉或下拉電阻，它們顯然需要這些電阻，黑色開關(guān)需要上拉，紅色開關(guān)需要下拉才能正常工作。我們將在代碼中加入所需的電阻!#

樹莓派

Pico

Switch

Test#

switchtest.py#

RED

BUTTON

-

Pico

GPIO

15

-

Pin

20#

BLACK

BUTTON

-

Pico

GPIO

2

-

Pin

4#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

button_red

=

machine.Pin(15,

machine.Pin.IN,

machine.Pin.PULL_DOWN)

button_black

=

machine.Pin(2,

machine.Pin.IN,

machine.Pin.PULL_UP)whileTrue:ifbutton_red.value()

==

1:print("Red")ifbutton_black.value()

==

0:print("Black")

utime.sleep(0.25)請(qǐng)注意定義按鈕的行的語法，你會(huì)看到它們是如何被定義為Inputs的，以及如何添加了下拉和上拉電阻。在whileTrue:循環(huán)中，你還會(huì)注意到我們是在監(jiān)測不同的條件，紅色的開關(guān)觸發(fā)了一個(gè)HIGH輸入，而黑色的開關(guān)觸發(fā)了一個(gè)LOW。最后的微小時(shí)間延遲是一種簡單的debouncing形式，如果你喜歡，你可以實(shí)驗(yàn)一下這個(gè)值。這個(gè)腳本會(huì)在控制臺(tái)中打印所有的結(jié)果，所以在你按下按鈕的時(shí)候要注意。中斷和切換接下來的實(shí)驗(yàn)引入了幾個(gè)有用的概念。第一個(gè)，也可以說是這兩個(gè)概念中最重要的，就是"中斷"。中斷中斷就像它的聲音一樣，是一個(gè)"中斷"程序正常流程的事件。在我們的情況下，我們處理的是外部硬件中斷，這意味著在程序繼續(xù)運(yùn)行之前，需要處理一個(gè)信號(hào)或狀態(tài)變化。在Pico上，我們按照以下方式創(chuàng)建一個(gè)中斷。我們將一個(gè)引腳定義為"中斷輸入"，我們定義該點(diǎn)上的狀態(tài)變化被認(rèn)為是一個(gè)中斷。在Pico上，我們可以使用任何GPIO引腳來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而且我們可以定義多個(gè)引腳。我們創(chuàng)建了一個(gè)"中斷處理程序"函數(shù)，我們希望在檢測到中斷時(shí)運(yùn)行該函數(shù)。我們將"中斷處理程序"與"中斷輸入"配對(duì)?，F(xiàn)在，每當(dāng)中斷輸入條件發(fā)生時(shí)，Pico將停止它正在做的任何事情，并執(zhí)行"中斷處理程序"。然后它將恢復(fù)到原來的位置。切換雖然不像中斷那樣基本，但仍然非常有用。“切換”只是將Pico上的輸出狀態(tài)反轉(zhuǎn)。因此，如果輸出為高電平，而我們應(yīng)用"切換"，它就會(huì)變?yōu)榈碗娖?。我們不需要知道輸出的?dāng)前狀態(tài)，我們只需要知道當(dāng)我們應(yīng)用一個(gè)切換器時(shí)，它將變?yōu)橄喾吹臓顟B(tài)。自然，這是寫另一個(gè)Blink程序的理想函數(shù)，所以我們會(huì)這么做。只有我們的Blink程序才會(huì)有被中斷的風(fēng)險(xiǎn)!#

樹莓派

Pico

Interrupt

&

Toggle

Demo#

interrrupt-toggle-demo.py#

RED

LED

-

Pico

GPIO

10

-

Pin

14#

GREEN

LED

-

Pico

GPIO

11

-

Pin

15#

RED

BUTTON

-

Pico

GPIO

15

-

Pin

20#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

led_red

=

machine.Pin(10,

machine.Pin.OUT)

led_green

=

machine.Pin(11,

machine.Pin.OUT)

led_red.value(0)

led_green.value(0)

button_red

=

machine.Pin(15,

machine.Pin.IN,

machine.Pin.PULL_DOWN)

def

int_handler(pin):

button_red.irq(handler=None)print("Interrupt

Detected!")

led_red.value(1)

led_green.value(0)

utime.sleep(4)

led_red.value(0)

button_red.irq(handler=int_handler)

button_red.irq(trigger=machine.Pin.IRQ_RISING,

handler=int_handler)whileTrue:

led_green.toggle()

utime.sleep(2)在這個(gè)MicroPython腳本中，我們將閃爍我們的RGBLED的綠色部分，使用一個(gè)切換器來改變它的狀態(tài)。在正常的操作下，LED狀態(tài)將每兩秒鐘切換一次。然而，我們可以通過按下紅色按鈕來中斷閃爍。這將導(dǎo)致一個(gè)中斷，這將關(guān)閉綠色的LED，然后打開紅色的。它將保持四秒，之后程序控制權(quán)將被恢復(fù)，因此我們可以繼續(xù)進(jìn)行綠色閃爍。我們通過導(dǎo)入machine和utime庫來開始我們的腳本，就像我們之前一樣。LED段和紅色按鈕的定義和之前的腳本一樣。LED在程序啟動(dòng)時(shí)被關(guān)閉。然后我們定義一個(gè)函數(shù)，這是我們的中斷處理程序，叫做"int_handler"。在這個(gè)函數(shù)中，我們做了以下工作。關(guān)閉中斷，這樣我們就不會(huì)有多個(gè)中斷了。將"中斷檢測"打印到Shell上打開紅色LED段。關(guān)閉綠色LED段。睡眠四秒。關(guān)閉紅色段。重新建立中斷退出處理函數(shù)后的那一行將中斷"粘"到我們定義為紅色按鈕輸入的引腳上。需要注意的是，它指定了"IRQ_RISING"，這意味著如果輸入從0（地）上升到1（3.3伏），它將觸發(fā)一個(gè)中斷。這與我們紅色按鈕的接線方式一致。在True循環(huán)中，我們只需使用定義為輸出的任何GPIO引腳可用的"toggle"功能來閃爍LED。將它發(fā)送到Pico上，觀察RGBLED，它應(yīng)該開始閃爍綠色。觀察一段時(shí)間，然后按下紅色按鈕。LED應(yīng)該變成紅色，Shell應(yīng)該顯示"InterruptDetected"。四秒鐘后，綠色閃爍將重新開始。開關(guān)和LED演示既然我們一直在研究開關(guān)和LED，我們不妨把它們結(jié)合起來，再編寫一個(gè)簡單的腳本。#

樹莓派

Pico

Switch

&

RGB

LED

Demo#

switch-led-demo.py#

RED

LED

-

Pico

GPIO

10

-

Pin

14#

GREEN

LED

-

Pico

GPIO

11

-

Pin

15#

BLUE

LED

-

Pico

GPIO

14

-

Pin

19#

BLACK

BUTTON

-

Pico

GPIO

2

-

Pin

4#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

led_red

=

machine.Pin(10,

machine.Pin.OUT)

led_green

=

machine.Pin(11,

machine.Pin.OUT)

led_blue

=

machine.Pin(14,

machine.Pin.OUT)

led_red.value(0)

led_green.value(0)

led_blue.value(0)

button_black

=

machine.Pin(2,

machine.Pin.IN,

machine.Pin.PULL_UP)whileTrue:ifbutton_black.value()

==

0:

led_red.value(1)

led_green.value(0)

led_blue.value(0)

utime.sleep(1)

led_red.value(0)

led_green.value(1)

led_blue.value(0)

utime.sleep(1)

led_red.value(0)

led_green.value(0)

led_blue.value(1)

utime.sleep(1)

led_red.value(0)

led_green.value(0)

led_blue.value(0)這個(gè)很簡單，現(xiàn)在大家應(yīng)該對(duì)它的操作很熟悉了。我們用machine庫函數(shù)定義RGBLED和黑色按鈕。記住，黑色按鈕是由我們定義的上拉保持HIGH的，當(dāng)按鈕被按下時(shí)，它就會(huì)變LOW，因?yàn)榱硪贿吺墙拥鼐€的。所以在True循環(huán)中，我們尋找一個(gè)"0"的值，以表示按鈕被按下。一旦我們檢測到這個(gè)條件，我們就會(huì)通過它們的顏色循環(huán)LED段。正如我所說，很簡單的東西。模擬輸入測試現(xiàn)在我們來談?wù)勀M輸入。樹莓派Pico有三個(gè)模擬輸入，它們都有12位的分辨率。這三個(gè)輸入端如下。GPIO26-ADC0(31針)GPIO27-ADC1(針腳32)GPIO28-ADC2(針腳34)還有第四個(gè)ADC用于內(nèi)部溫度傳感器。電位計(jì)的連接在我們的測試中，我們將使用一個(gè)電位器在模擬輸入端呈現(xiàn)一個(gè)可變電壓，然后我們將讀取該電壓。我們將使用ADC0作為我們的電位計(jì)輸入，但你也可以使用其他兩個(gè)中的一個(gè)。請(qǐng)注意，雖然我將23號(hào)針腳顯示為地線，這只是為了方便，但你可以使用任何Pico地線針腳。在33號(hào)針腳處還有一個(gè)特殊的模擬地，你可以使用。在我的面包板上，我將33號(hào)針腳與其他一些地線相連。電位計(jì)讀數(shù)我們要做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是簡單地讀取我們?cè)谀M輸入端得到的值，這個(gè)值應(yīng)該根據(jù)我們電位器的位置而波動(dòng)。#

樹莓派

Pico

Analog

Input

Test#

analog-input.py#

POT

-

Pico

GPIO

26

ADC0

-

Pin

32#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

potentiometer

=

machine.ADC(26)whileTrue:print(potentiometer.read_u16())

utime.sleep(2)這是一個(gè)簡單的腳本，像往常一樣，首先導(dǎo)入用于GPIO操作的machine庫和用于時(shí)間函數(shù)的utime庫。然后我們定義我們的電位器連接。請(qǐng)注意我們?nèi)绾问褂?ADC"來表示我們要將GPIO26針作為模擬輸入。當(dāng)然這只適用于具有模擬輸入能力的三個(gè)GPIO引腳。在True循環(huán)中，我們只需打印從電位器上得到的值，然后延遲幾秒鐘再做一次。需要注意的是，我們用"read_u16"函數(shù)得到的值的類型是一個(gè)無符號(hào)的16位整數(shù)。這意味著它將在0和65,535之間變化，而不是你可能期望從12位ADC中得到的4095。這可能看起來很奇怪，但正如我們將在下一個(gè)腳本中看到的那樣，能夠傳遞具有相同數(shù)值數(shù)據(jù)類型的值實(shí)際上是有用的。運(yùn)行腳本并觀察Shell，你應(yīng)該會(huì)看到那里的數(shù)值隨著你移動(dòng)電位器軸而改變。LEDPWM控制讓我們?cè)谥暗哪_本基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，使用電位器的輸出來控制LED的亮度。當(dāng)然，我們將使用PWM進(jìn)行控制，這個(gè)任務(wù)在MicroPython中非常簡單。#

樹莓派

Pico

LED

PWM

Test#

led-pwm.py#

POT

-

Pico

GPIO

26

ADC0

-

Pin

32#

RED

LED

-

Pico

GPIO

10

-

Pin

14#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

led_red

=

machine.PWM(machine.Pin(10))

potentiometer

=

machine.ADC(26)

led_red.freq(1000)whileTrue:

led_red.duty_u16(potentiometer.read_u16())在這個(gè)腳本中需要注意的一個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目是我們定義"led_red"的方式。我們將其定義為"PWM"，而不是輸出。電位器的定義與上一個(gè)腳本中的方式完全相同?，F(xiàn)在我們已經(jīng)給輸出賦予了"PWM"的屬性，它繼承了許多其他參數(shù)。其中之一是PWM頻率，我們將其設(shè)置為1000Hz。在true循環(huán)中，我們不斷地從電位器中獲取無符號(hào)的16位值，并將其傳遞給LEDs占空比，也方便地指定為無符號(hào)的16位整數(shù)。這就說明了兩者保持相同的編號(hào)方案的價(jià)值，不需要將模擬值，真的是0到4095，映射到占空比，真的是0到100。運(yùn)行程序，你應(yīng)該可以順利地控制紅色LED段的亮度。添加顯示屏我們將進(jìn)行的下一個(gè)實(shí)驗(yàn)是將一個(gè)OLED顯示器連接到我們的Pico上，當(dāng)然，也可以在上面打印一些東西。我們將使用I2C顯示屏，因此我們也將看到Pico如何使用I2C連接工作。記住，Pico有兩條I2C總線。我們的OLED是標(biāo)準(zhǔn)的1602型OLED顯示器，到處都有。如果你愿意，也可以使用與我的顯示屏尺寸不同的顯示屏，只需在代碼中更改尺寸即可。這是我們?nèi)绾伟堰@些東西都掛起來的，只有四根線。我們的顯示器需要一個(gè)庫，我們可以使用ThonnyID安裝。你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)在全菜單模式下比在基本模式下更容易，但這兩種方式都可以。點(diǎn)擊"工具"菜單點(diǎn)擊"管理包"搜索"ssd1306"找到"ssd1306.py"并安裝它?，F(xiàn)在我們已經(jīng)安裝了庫，我們可以看一下演示OLED顯示屏的腳本。#

樹莓派

Pico

OLED

Display

Test#

Uses

ssd1306

module#

display-ssd1306-test.py#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

sda=machine.Pin(20)

scl=machine.Pin(21)

i2c=machine.I2C(0,

sda=sda,

scl=scl,

freq=400000)

from

ssd1306

import

SSD1306_I2C

oled

=

SSD1306_I2C(128,

32,

i2c)print(i2c.scan())

oled.text('Welcome

to

the',

0,

0)

oled.text('Pi

Pico',

0,

10)

oled.text('Display

Demo',

0,

20)

oled.show()

utime.sleep(4)

oled.fill(1)

oled.show()

utime.sleep(2)

oled.fill(0)

oled.show()whileTrue:

oled.text("Hello

World",0,0)foriinrange

(0,

164):

oled.scroll(1,0)

oled.show()

utime.sleep(0.01)我們的OLED顯示屏是一個(gè)I2C設(shè)備，所以你會(huì)注意到，在腳本的開頭，我們將兩個(gè)GPIO引腳定義為SDA(GPIO20)和SCL(GPIO21)。Pico有兩條I2C總線，你可以使用幾種不同的GPIO引腳來連接它們。但它們并不是隨便的引腳，例如某些引腳被指定為總線0的SDA，只有它們才能用于SDA總線0。然后我們使用機(jī)器庫的I2C函數(shù)定義一個(gè)I2C連接。我們需要給它提供以下參數(shù)。I2C總線號(hào)，在我們的例子中是0。SDA引腳SCL引腳I2C總線頻率--在我們的例子中是400KHz。然后我們添加OLED庫，并創(chuàng)建一個(gè)I2COLED對(duì)象。我們將大小參數(shù)和I2C連接信息傳遞給它。注意，我們沒有傳遞I2C地址。SD1306OLED顯示器有一個(gè)固定的I2C地址，所以我們不需要指定它。不過，我在這里添加了一行與顯示器無關(guān)的內(nèi)容，但可以讓你掃描I2C總線，并打印出它發(fā)現(xiàn)占用的地址。請(qǐng)注意，在Shell中打印出來的是十進(jìn)制，而不是你更可能習(xí)慣看到的十六進(jìn)制。回到OLED腳本!我們開始在顯示屏上打印，幾行文字。注意我們?nèi)绾沃付啃虚_始的像素位置。實(shí)際上，我們并沒有直接打印到顯示屏上，而是將數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)緩沖區(qū)。oled.show()這一行將把該緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器上。在打印完歡迎信息并按住它四秒鐘后，我們?cè)賵?zhí)行oled.fill(1)。這將打開顯示器中的每一個(gè)像素，或者更準(zhǔn)確地說，是緩沖區(qū)中的每一個(gè)像素。然后我們做一個(gè)oled.show()來顯示填充。我們將填充物保持在顯示屏上兩秒鐘，然后執(zhí)行oled.fill(0)，當(dāng)我們顯示它時(shí)，它將關(guān)閉顯示屏中的每個(gè)像素?，F(xiàn)在進(jìn)入True循環(huán)。我們?cè)俅屋斎胍恍┪谋?，?jīng)典的"HelloWorld"。但我們沒有進(jìn)行"顯示"來顯示它，而是開始一個(gè)for-loop。在這個(gè)循環(huán)中，我們使用led.scroll(1,0)將顯示水平移動(dòng)1像素（垂直移動(dòng)0像素，這就是另一個(gè)參數(shù)）。然后我們?cè)谄聊簧巷@示，然后休眠一段很短的時(shí)間。然后我們?cè)僮鲆淮?。結(jié)果將是顯示屏在屏幕上滾動(dòng)。你可以在for-loop中使用參數(shù)來改變它。將腳本加載到你的Pico上，然后觀看顯示。你應(yīng)該看到歡迎文字，然后是顯示填充，然后是空。之后，只要你讓實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，滾動(dòng)的"HelloWorld"就會(huì)繼續(xù)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)微控制器比較流行的應(yīng)用之一是驅(qū)動(dòng)一個(gè)或幾個(gè)直流電動(dòng)機(jī)。這是通過使用H-Bridge來實(shí)現(xiàn)的，H-Bridge是一種功率晶體管或MOSFET的排列方式，可以處理電機(jī)電流，同時(shí)允許你控制電機(jī)的方向和速度。我們將只用一個(gè)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。我們將使用TB6612FNGH-Bridge和樹莓派Pico來控制一個(gè)小型直流電機(jī)。TB6612FNGH-BridgeTB6612FNGH-Bridge是我們之前使用過的，一款基于MOSFET的H-Bridge，相比老款備用的L-298N有很多性能上的優(yōu)勢(shì)。該設(shè)備其實(shí)有兩個(gè)通道，我們只用通道A來演示。通道A有三個(gè)輸入。AI1-方向和模式AI2-方向和模式PWMA-一個(gè)PWM輸入，用于控制電機(jī)速度。在它們之間，AI1和AI2引腳控制電機(jī)方向和模式。模式包括短制動(dòng)和停止模式。在我們的簡單演示中，我們將只處理方向模式。TB6612FNGH-Bridge在板子的另一側(cè)還有電源和電機(jī)的連接。下面是我們將使用TB6612FNGH-Bridge和樹莓Pico的連接方式。請(qǐng)注意，由于我使用的是6V電機(jī)，我已經(jīng)為它提供了一個(gè)6V電源。不要試圖使用Pico的輸出電壓來為你的電機(jī)供電，單獨(dú)的電源是必要的。我使用了四節(jié)AA型電池，這是一種簡單而安全的安排。電機(jī)的極性其實(shí)并不重要，它只是決定了哪條路是向前的，哪條路是向后的。一旦它被全部連接起來，我們就需要一些代碼來運(yùn)行它。我建議這樣做。#

樹莓派

Pico

Motor

Test#

motor-test.py#

POT

-

Pico

GPIO

26

ADC0

-

Pin

32#

RED

BUTTON

-

Pico

GPIO

15

-

Pin

20#

BLACK

BUTTON

-

Pico

GPIO

2

-

Pin

4#

RED

LED

-

Pico

GPIO

10

-

Pin

14#

GREEN

LED

-

Pico

GPIO

11

-

Pin

15#

BLUE

LED

-

Pico

GPIO

14

-

Pin

19#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

potentiometer

=

machine.ADC(26)

mtr_AI1

=

machine.Pin(8,

machine.Pin.OUT)

mtr_AI2

=

machine.Pin(7,

machine.Pin.OUT)

mtr_PWMa

=

machine.PWM(machine.Pin(6))

button_red

=

machine.Pin(15,

machine.Pin.IN,

machine.Pin.PULL_DOWN)

button_black

=

machine.Pin(2,

machine.Pin.IN,

machine.Pin.PULL_UP)

led_red

=

machine.Pin(10,

machine.Pin.OUT)

led_green

=

machine.Pin(11,

machine.Pin.OUT)

led_blue

=

machine.Pin(14,

machine.Pin.OUT)

led_red.value(0)

led_green.value(0)

led_blue.value(1)

mtr_PWMa.freq(50)

mtr_AI1.value(1)

mtr_AI2.value(0)whileTrue:

mtr_PWMa.duty_u16(potentiometer.read_u16())ifbutton_red.value()

==

1:

mtr_AI1.value(0)

mtr_AI2.value(1)

led_red.value(1)

led_green.value(0)

led_blue.value(0)ifbutton_black.value()

==

0:

mtr_AI1.value(1)

mtr_AI2.value(0)

led_red.value(0)

led_green.value(1)

led_blue.value(0)

utime.sleep(0.25)我們要利用電位器、兩個(gè)開關(guān)和RGBLED，以及電機(jī)控制器。電位器將控制電機(jī)的速度，開關(guān)將控制電機(jī)的方向，而LED將用彩色指示燈顯示當(dāng)前的方向。我們使用我們的之前的兩個(gè)庫，并像以前一樣設(shè)置電位器。接下來，我們將Pico與TB6612FNGH-Bridge的連接定義為輸出。GPIO6上的PWMA輸出被定義為PWM，它將控制電機(jī)速度。LED和按鈕的設(shè)置與之前相同。PWM頻率設(shè)置為50Hz，這是一個(gè)任意的選擇。隨意實(shí)驗(yàn)一下，看看是否能提高電機(jī)性能。電機(jī)AI1和AI2輸入被設(shè)置為正向旋轉(zhuǎn)，所以電機(jī)將以正向啟動(dòng)。請(qǐng)注意，當(dāng)我們啟動(dòng)時(shí)，RGBLED的藍(lán)段也會(huì)被打開。在True循環(huán)中，我們讀取電位器的值，并將其傳遞給電機(jī)PWM信號(hào)，以控制電機(jī)的速度。我們還要看按鈕的狀態(tài)。如果紅色按鈕被按下，我們?cè)O(shè)置AI1和AI2信號(hào)，使電機(jī)反轉(zhuǎn)。我們也會(huì)點(diǎn)亮紅色LED段。如果黑色按鈕被按下，我們?cè)O(shè)置電機(jī)方向正向，并打開綠色LED段。加載、檢查代碼。它應(yīng)該用一個(gè)藍(lán)色的LED啟動(dòng)，你應(yīng)該能夠控制電機(jī)的速度。按下按鈕可以控制方向，還可以改變LED的顏色。PicoEverything演示剩下的就是把所有的東西放在一起做一個(gè)大的最終演示。這一點(diǎn)我們已經(jīng)做得不遠(yuǎn)了，因?yàn)樵谏弦粋€(gè)腳本中，我們使用了所有的東西，除了OLED顯示屏。所以讓我們把OLED顯示屏添加到這個(gè)組合中。下面是我們需要做的代碼。#

樹莓派

Everything

Test#

everything.py#

POT

-

Pico

GPIO

26

ADC0

-

Pin

32#

RED

BUTTON

-

Pico

GPIO

15

-

Pin

20#

BLACK

BUTTON

-

Pico

GPIO

2

-

Pin

4#

RED

LED

-

Pico

GPIO

10

-

Pin

14#

GREEN

LED

-

Pico

GPIO

11

-

Pin

15#

BLUE

LED

-

Pico

GPIO

14

-

Pin

19#

DroneBot

Workshop

2021#

import

machine

import

utime

potentiometer

=

machine.ADC(26)

mtr_AI1

=

machine.Pin(8,

machine.Pin.OUT)

mtr_AI2

=

machine.Pin(7,

machine.Pin.OUT)

mtr_PWMa

=

machine.PWM(machine.Pin(6))

button_red

=

machine.Pin(15,

machine.Pin.IN,

machine.Pin.PULL_DOWN)

button_black

=

machine.Pin(2,

machine.Pin.IN,

machine.Pin.PULL_UP)

led_red

=

machine.Pin(10,

machine.Pin.OUT)

led_green

=

machine.Pin(11,

machine.Pin.OUT)

led_blue

=

machine.Pin(14,

machine.Pin.OUT)

sda=machine.Pin(20)

scl=machine.Pin(21)

i2c=machine.I2C(0,

sda=sda,

scl=scl,

freq=400000)

from

ssd1306

import

SSD1306_I2C

oled

=

SSD1306_I2C(128,

32,

i2c)

oled.text('Pico

Motor

Test',

0,

0)

oled.show()

utime.sleep(2)

led_red.value(1)

led_green.value(0)

led_blue.value(0)

utime.sleep(2)

led_red.value(0)

led_green.value(1)

led_blue.value(0)

utime.sleep(2)

led_red.value(0)

led_green.value(0)

led_blue.value(1)

mtr_PWMa.freq(50)

mtr_AI1.value(1)

mtr_AI2.value(0)whileTrue:

speedvalue

=

int((potentiometer.read_u16())/500)

mtr_PWMa.duty_u16(potentiometer.read_u16())ifbutton_red.value()

==

1:

mtr_AI1.value(0)

mtr_AI2.value(1)

led_red.value(1)

led_green.value(0)

led_blue.value(0)ifbutton_black.value()

==

0:

mtr_AI1.value(1)

mtr_AI2.value(0)