PI Pico的一些有趣的基本實(shí)驗(yàn)
▲ 實(shí)驗(yàn)電路板
Raspberry PI Pico小型MCU模塊，以其價格低廉，功能豐富，開發(fā)方便為很多非電子類專業(yè)的同學(xué)進(jìn)行創(chuàng)意項(xiàng)目原型設(shè)計提供了方便的平臺。下面的一些實(shí)驗(yàn)給CDIE課程設(shè)計同學(xué)們制作的一些基本演示實(shí)驗(yàn)。
▌01 PI Pico實(shí)驗(yàn)板
在 RASPBERRY PI PICO 開發(fā)板 基礎(chǔ)測試[1] 給出了對PI Pico開發(fā)板的基本設(shè)置，通過 安裝Thonny開發(fā)環(huán)境[2] 可以方便對Pi Pico進(jìn)行初步的開發(fā)。
▲ Pi Pico電路板的正反面
本文下面根據(jù) Raspberry Pi Pico Python SDK[3] 中給的示例，對PI Pico的一些基本模塊進(jìn)行測試。
關(guān)于Pi Pico的管腳配置，可以參見 Pi Pico數(shù)據(jù)手冊[4] 中給出的Pi Pico管腳圖定義：
▲ Pi Pico管腳功能定義圖
更多PiPico的資料可以從：Pi Pico官方網(wǎng)站[5] 獲得。
▌02 基本測試
1.Flash LED on board
from machine import Pin,Timer from time import sleep_us led = Pin(25, Pin.OUT) tim = Timer() print("Flash LED.") def tick(timer): global led led.toggle() tim.init(freq=2, mode=Timer.PERIODIC, callback=tick)
▲ 實(shí)驗(yàn)電路板
2.UART
（1）測試程序
from machine import UART,Pin,Timer from time import sleep_us uart = UART(0, baudrate=115200, tx=Pin(0), rx=Pin(1), bits=8, parity=None, stop=1) led = Pin(25, Pin.OUT) tim = Timer() print("Send UART.") def tick(timer): global uart, led led.toggle() uart.write(b'\x55') tim.init(freq=10, mode=Timer.PERIODIC, callback=tick)
▲ 測試Pin(0)
▲ 測量Pin(0)的波形
3.ADC
通過ADC通道4，讀取芯片內(nèi)部溫度。在此過程中，使用手觸摸Pi Pico表面加熱，或者使用酒精噴灑芯片表面進(jìn)行降溫。
▲ 讀取芯片內(nèi)部的溫度
import machine import utime sensor_temp = machine.ADC(4) conversion_factor = 3.3/(65535) while True: read = sensor_temp.read_u16() * conversion_factor temperature = 27 - (read - 0.706) / 0.001721 print(temperature) utime.sleep(2)
▲ 顯示讀取的溫度值
▲ 讀取的溫度數(shù)值變化
4.PWM
（1）PWM驅(qū)動LED
控制板載LED的波形是PWM運(yùn)行。
from machine import Pin,PWM import time pwm = PWM(Pin(25)) pwm.freq(1000) duty = 0 direction = 1 for _ in range(16*255): duty += direction if duty > 255: duty = 255 direction = -1 elif duty < 0: duty = 0 direction = 1 pwm.duty_u16(duty*duty) time.sleep(0.001)
PWM是軟件PWM，它可以設(shè)置在任意管腳上。初步測試過Pin0, 15, 16等等。都具有相類似波形。
▲ Pin25（驅(qū)動LED）的波形變化
▲ LED亮度變化
（2）PWM驅(qū)動舵機(jī)
舵機(jī)使用頻率為50Hz，脈沖寬度cs 1.0 ~ 2.0ms的脈沖作為控制信號。下面是產(chǎn)生基本舵機(jī)位置中間時的輸出控制脈沖。
from machine import Pin,PWM import time pwm = PWM(Pin(15)) pwm.freq(50) pwm.duty_u16(4915)
舵機(jī)具有三個接線：
- 棕色：GND
- 紅色：+4.5 ~ +6V
- 黃色：指令脈沖信號
▲ 舵機(jī)及其接口
計算Duty_16公式為：
對應(yīng)脈沖寬度與duty_u16之間的關(guān)系：
| 脈沖寬度(ms) | duty u16 |
|---|---|
| 1 | 3277 |
| 1.5 | 4915 |
| 2 | 6554 |
▲ 輸出50Hz，1.5ms脈沖寬度
▲ 變化的PWM波形驅(qū)動舵機(jī)旋轉(zhuǎn)
from machine import Pin,PWM import time pwm = PWM(Pin(16)) pwm.freq(50) for _ in range(100): pwm.duty_u16(3276) print("Out pulse width : 1ms") time.sleep(1) print("Out pulse with : 2ms.") pwm.duty_u16(6553) time.sleep(1)
（3）PWM+ADC實(shí)驗(yàn)
使用電位器將改變的電壓引入ADC(0)，由單片機(jī)獲得對應(yīng)的ADC數(shù)值，改變PWM輸出，使其輸出的時間寬度從1ms等比例變化到2ms。
▲ 將電位器輸入ADC(0)
可以看到舵機(jī)的輸出角度隨著電位器的改變而發(fā)生變化。
▲ 旋轉(zhuǎn)電位器改變舵機(jī)的角度
from machine import Pin,PWM import time pwm = PWM(Pin(16)) pwm.freq(50) control = machine.ADC(0) for _ in range(1000): adc = control.read_u16() duty = int(adc * (6553-3276)/0xffff) + 3276 pwm.duty_u16(duty) time.sleep(0.1)
5.中斷IRQ
使用管腳PIN2的下降沿產(chǎn)生中斷。示例程序如下：
from machine import Pin p2 = Pin(2, Pin.IN, Pin.PULL_UP) p2.irq(lambda pin:print("IRQ with flag:", pin.irq().flags()), Pin.IRQ_FALLING)
使用跳線將PIN2接地。每一次等會觸發(fā)中斷發(fā)生一次。
▲ 將PIN2接地可以看到觸發(fā)了中斷
▌結(jié)論
通過幾個基礎(chǔ)的Pi Pico實(shí)驗(yàn)，初步給出了該模塊的應(yīng)用實(shí)例。
參考資料
[1] RASPBERRY PI PICO 開發(fā)板 基礎(chǔ)測試: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/114037888
[2] 安裝Thonny開發(fā)環(huán)境: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/114064833
[3]Raspberry Pi Pico Python SDK: https://datasheets.raspberrypi.org/pico/raspberry-pi-pico-python-sdk.pdf
[4]Pi Pico數(shù)據(jù)手冊: https://datasheets.raspberrypi.org/pico/pico-datasheet.pdf
[5]Pi Pico官方網(wǎng)站: https://www.raspberrypi.org/documentation/rp2040/getting-started/
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