【Follow me第二季第4期】任务汇总

秦天qintian0303

【Follow me第二季第4期】任务汇总 [复制链接]

本帖最后由秦天qintian0303 于 2025-1-13 17:27 编辑

第一部分：汇总视频展示

任务一：搭建环境并开启第一步Blink三色LEDand串口打印+任务二：调试IMU传感器，通过串口打印六轴原始数据+任务三：调试PDM麦克风，通过串口打印收音数据和音频波形

任务汇总

第二部分：物料清单

硬件：Arduino® Nano RP2040 Connect开发板+底座

软件：Arduino IDE

第三部分：分任务介绍

任务一：本任务旨在通过Arduino平台，利用RP2040微控制器实现对一块开发板上的三色RGB LED灯的控制，并通过串口打印信息，实现硬件和软件层面的基本交互。这是学习新硬件和软件平台时常见的“Hello World”式入门项目，旨在熟悉开发环境、硬件接口及基本编程逻辑。

RGB的控制是通过wifi芯片实现的，虽然在arduino编程中使用方法没有变化，不过需要调用这个库才能使用RGB，而且有一点需要注意，在NINA模块上使用蓝牙®低功耗模式时，默认不能使用RGB。当模块处于蓝牙®低功耗模式时，RGB通过W-102模块连接，因此需要安装WiFiNINA库。

主要代码如下：

#include <WiFiNINA.h>
char RGB_flag = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);
  Serial.println("Hello DigiKey & EEWorld!");

  pinMode(LEDB, OUTPUT);
  pinMode(LEDR,OUTPUT);
  pinMode(LEDG,OUTPUT);
  digitalWrite(LEDB,LOW);
  digitalWrite(LEDR,LOW);
  digitalWrite(LEDG,LOW);
}

void loop() {
  if(RGB_flag) {
    digitalWrite(LEDB, LOW);
    digitalWrite(LEDR, LOW);
    digitalWrite(LEDG, LOW);
  } else {
    digitalWrite(LEDB, HIGH);
    digitalWrite(LEDR, HIGH);
    digitalWrite(LEDG, HIGH);
  }
  RGB_flag = !RGB_flag;
  delay(1000);
}

详细内容可参见分任务贴：https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1300872-1-1.html

任务二：本任务旨在通过Arduino Nano RP2040 Connect开发板，深入学习和调试IMU（惯性测量单元）传感器，特别是ST的六轴IMU LSM6DSOXTR。此传感器能够测量三轴加速度和三轴角速度，对于设备的运动跟踪和姿态计算至关重要。通过本项目，我们将实现通过串口打印出IMU传感器的六轴原始数据，为后续的设备姿态分析和运动控制提供基础。

主要代码如下：

#include <Arduino_LSM6DSOX.h>

float Ax, Ay, Az;
float Gx, Gy, Gz;

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  while(!Serial);

  if (!IMU.begin()) {
    Serial.println("Failed to initialize IMU!");
    while (1);
  }

  Serial.print("Accelerometer sample rate = ");
  Serial.print(IMU.accelerationSampleRate());
  Serial.println("Hz");
  Serial.println();

  Serial.print("Gyroscope sample rate = ");  
  Serial.print(IMU.gyroscopeSampleRate());
  Serial.println("Hz");
  Serial.println();

}

void loop() {

  if (IMU.accelerationAvailable()) {
    IMU.readAcceleration(Ax, Ay, Az);

    Serial.println("Accelerometer data: ");
    Serial.print(Ax);
    Serial.print('\t');
    Serial.print(Ay);
    Serial.print('\t');
    Serial.println(Az);
    Serial.println();
  }

  if (IMU.gyroscopeAvailable()) {
    IMU.readGyroscope(Gx, Gy, Gz);
    
    Serial.println("Gyroscope data: ");
    Serial.print(Gx);
    Serial.print('\t');
    Serial.print(Gy);
    Serial.print('\t');
    Serial.println(Gz);
    Serial.println();
  }

  delay(500);
}

详细内容可参见分任务贴：https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1300874-1-1.html

任务三：本任务旨在调试PDM（Pulse Density Modulation）麦克风，并通过串口打印收音数据以及在上位机上展示音频波形。PDM麦克风作为一种数字音频输入设备，具有信号抗干扰能力强、传输效率高等优点，广泛应用于智能音箱、蓝牙耳机等音频设备中。本项目通过Arduino Nano RP2040开发板板载的PDM麦克风，实现音频信号的采集、处理与展示，为后续的音频分析与应用提供基础。

主要代码如下：

#include <WiFiNINA.h>
#include <PDM.h>

bool LED_SWITCH = false;

// default number of output channels
static const char channels = 1;

// default PCM output frequency
static const int frequency = 20000;

// Buffer to read samples into, each sample is 16-bits
short sampleBuffer[512];

// Number of audio samples read
volatile int samplesRead;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LEDB, OUTPUT);
  while (!Serial);
  // Configure the data receive callback
  PDM.onReceive(onPDMdata);

  // Optionally set the gain
  // Defaults to 20 on the BLE Sense and -10 on the Portenta Vision Shields
  // PDM.setGain(30);

  // Initialize PDM with:
  // - one channel (mono mode)
  // - a 16 kHz sample rate for the Arduino Nano 33 BLE Sense
  // - a 32 kHz or 64 kHz sample rate for the Arduino Portenta Vision Shields
  if (!PDM.begin(channels, frequency)) {
    Serial.println("Failed to start PDM!");
    while (1);
  }
}
void loop() {
  // Wait for samples to be read
  if (samplesRead) {

    // Print samples to the serial monitor or plotter
    for (int i = 0; i < samplesRead; i++) {
      if (channels == 2) {
        Serial.print("L:");
        Serial.print(sampleBuffer[i]);
        Serial.print(" R:");
        i++;
      }
      Serial.println(sampleBuffer[i]);
    // Clear the read count
    samplesRead = 0;
    }
  }
}

/**
   Callback function to process the data from the PDM microphone.
   NOTE: This callback is executed as part of an ISR.
   Therefore using `Serial` to print messages inside this function isn't supported.
 * */
void onPDMdata() {
  // Query the number of available bytes
  int bytesAvailable = PDM.available();

  // Read into the sample buffer
  PDM.read(sampleBuffer, bytesAvailable);

  // 16-bit, 2 bytes per sample
  samplesRead = bytesAvailable / 2;
}

详细内容可参见分任务贴：https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1300876-1-1.html

第四部分：心得体会

通过本次“Blink三色LED并串口打印”、“IMU传感器应用”以及“调试PDM麦克风”的一系列项目实践，我对Arduino平台及其相关硬件开发有了全面而深刻的认识和体验。Arduino平台在硬件开发中的便捷性和灵活性给我留下了深刻的印象。利用Arduino IDE，我能够快速地编写、上传和调试代码，这不仅大大提高了开发效率，还让我能够更加专注于功能的实现和逻辑的优化。本次项目实践让我对Arduino平台和RP2040开发板有了更深入的了解和认识，同时也锻炼了我的硬件连接、软件编程和调试能力。通过这些实践，我不仅掌握了相关技能，还学会了如何在遇到问题时寻求解决方案，这对于我未来的学习和工作都将产生积极的影响。

第五部分：代码分享

代码汇总.zip (2.4 KB, 下载次数: 2)