【得捷电子Follow me第1期】+2.驱动外设

qinyunti

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本帖最后由 qinyunti 于 2023-4-9 21:00 编辑

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Raspberry Pi Pico w驱动LED (qq.com)

Raspberry Pi Pico w驱动蜂鸣器与音乐演奏 (qq.com)

Raspberry Pi Pico w驱动OLED (qq.com)

LED驱动视频1

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LED驱动视频2

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蜂鸣器演奏音乐视频

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驱动OLED

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一.驱动LED

前言:

基于Micropython,能很方便的进行外设的操作,先从最简单的LED点灯开始,
本篇演示使用演示和定时器两种方式实现LED的闪烁控制。

可以看到使用脚本进行开发,非常方便,能进行快速验证,

降低开饭难度,这也是Pico能快速风靡的原因,使得生态快速发展。

LED对应的引脚参见

pico-w-datasheet.pdf

WL_GPIO0

OP connected to user LED

WL_GPIO0 OP connected to user LED

TP5 WL_GPIO0/LED (not recommended to be used)

测试代码参见

raspberry-pi-pico-python-sdk.pdf

的4.1.1. Blinking the LED from Thonny

注意picow的不是和pico的一样，LED不是连接到GPIO25引脚,而是连接到WL_GPIO0，

所以不能通过25号引脚号获取LED。而是通过”LED”获取led，这样是通用的。

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1.1闪烁控制

参考前一篇已经演示了LED的驱动

注意picow的LED不是连接到GPIO25引脚,所以不能通过245引脚号获取LED。

而是通过”LED”获取led，这是通用的。

代码1

以下是直接间隔1秒点亮熄灭LED。

from machine import Pin
import time
led = Pin("LED",Pin.OUT)
for i in range(10):
    led.value(1)
    time.sleep(1)
    led.value(0)
    time. Sleep(1)

代码2

以下是使用定时器间隔翻转LED。

from machine import Pin, Timer

led = Pin("LED", Pin.OUT)
tim = Timer()
def tick(timer):
    global led
    led.toggle()

tim.init(freq=2.5, mode=Timer.PERIODIC, callback=tick)

二.驱动蜂鸣器

蜂鸣器手册参见

https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Seeed%20Technology/107020000_Web.pdf

注意下其频率范围

2300±300Hz

2.1使用PWM驱动蜂鸣器(响度控制)

参考raspberry-pi-pico-python-sdk.pdf的3.8. PWM

我们将蜂鸣器接到如下位置

蜂鸣器的SIG对应GP16

编写如下代码,通过修改占空比实现蜂鸣器响度的控制

# Example using PWM to fade an BEEP.
import time
from machine import Pin, PWM

# Construct PWM object, with BEEP on Pin(16).
pwm = PWM(Pin(16))

# Set the PWM frequency.
pwm.freq(1000)

# Fade the BEEP in and out a few times.
duty = 0
direction = 1
for _ in range(8 * 256):
    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)

运行代码可以听到蜂鸣器响度逐渐变化。

2.2使用蜂鸣器演奏do-re-mi

以国际标准音A-la-440HZ为准：

do的频率为261.6HZ，

re的频率为293.6HZ，

mi的频率为329.6HZ，

fa的频率为349.2HZ，

sol的频率为392HZ，

la的频率为440HZ，

si的频率为493.8HZ。

根据计算高音比低音的比值为1.12，即高音频率是低音频率的2的1/12次方倍，比如do的频率为261.6HZ，则比它高半音的re的频率为261*2^(1/12)=293.6HZ。

这样类比下来，一个八度的音，这样一直乘下来，所得的结果刚好是2。

由于蜂鸣器频率范围最低是300Hz,所以我们升一个八度

Do频率为261.6x2=523.2Hz,其他的类推。

根据该原理设计如下代码

import time
from machine import Pin, PWM

pwm = PWM(Pin(16))

beepfrep = [523,587,659,698,784,880,987]
beepduty = [400,400,400,400,400,400,400]
beeptime = [1,1,1,1,1,1,1]

while(1):
    for i in range(7):
        pwm.freq(beepfrep[i])
        pwm.duty_u16(beepduty[i])
        time.sleep(beeptime[i])
    pwm.duty_u16(0)
    time.sleep(2)
    for i in range(len(beepfrep)-1,-1,-1):
        pwm.freq(beepfrep[i])
        pwm.duty_u16(beepduty[i])
        time.sleep(beeptime[i])
    pwm.duty_u16(0)
    time. Sleep(2)

beepfrep 代表不同频率即代表do-re-mi-fa-sol-la-si,圆整到整数

beepduty 代表不同声音大小255x255最大

beeptime 代表每个音节演奏多少秒

2.3使用蜂鸣器演奏音乐

根据上一篇我们实际实现了do-re-mi的演奏，以及演奏时间的控制，声音大小的控制,以及休止时间的控制。

由以上基础，实际我们就可以实现任意音乐的播放了。

首先要转换音乐为上述的三个表格。

beepfrep beepduty beeptime

2/4拍子 4分音符一拍每小节2拍

一分钟76拍。

转化为数组如下

import time
from machine import Pin, PWM

pwm = PWM(Pin(16))

DO = 523
RE = 587
MI = 659
FA = 698
_SO = 392
SO = 784
LA = 880
SI = 987
NO = 523
DUTY0 = 0

METERS = 76  #拍数76 1分钟76拍 每拍60/76秒
                   #2/4  4分音符一拍 每小节2拍
NOTE_4 = (60/METERS) #先定一拍对应的音符 4分音符  
NOTE_8 = (NOTE_4/2)  # 8分音符 一个下划线
NOTE_16 = (NOTE_8/2) # 16分音符 二个下划线

beepfrep = [DO,RE,MI,DO,
            DO,RE,MI,DO,
            MI,FA,SO,NO,
            MI,FA,SO,NO,
            SO,LA,SO,FA,MI,DO,
            SO,LA,SO,FA,MI,DO,
            DO,_SO,DO,NO,
            DO,_SO,DO,NO]
beepduty = [400,400,400,400,
            400,400,400,400,
            400,400,400,DUTY0,
            400,400,400,DUTY0,
            400,400,400,400,400,400,
            400,400,400,400,400,400,
            400,400,400,DUTY0,
            400,400,400,DUTY0,
            ]
beeptime = [NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,
            NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,
            NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,
            NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,
            NOTE_16,NOTE_16,NOTE_16,NOTE_16,NOTE_8,NOTE_8,
            NOTE_16,NOTE_16,NOTE_16,NOTE_16,NOTE_8,NOTE_8,
            NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,NOTE_16,
            NOTE_8,NOTE_8,NOTE_8,NOTE_16,
            ]

while(1):
    for i in range(len(beepfrep)):
        pwm.freq(beepfrep[i])
        pwm.duty_u16(beepduty[i])
        time.sleep(beeptime[i])

三.驱动LED

3.1资料

https://files.seeedstudio.com/wiki/Grove-OLED-Display-0.96-SSD1315-/res/OEL%20Display%20Module.pdf

https://files.seeedstudio.com/wiki/Grove-OLED-Display-0.96-SSD1315-/res/Grove%20-%20OLED%20Display%200.96%20(SSD1315)_v1.0.zip

3.2接线

oled接到I2C0处

3.3准备驱动代码

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Thonny中创建ssd1306.py复制上述文件内容保存到pico中。

# MicroPython SSD1306 OLED driver, I2C and SPI interfaces

from micropython import const
import framebuf


# register definitions
SET_CONTRAST = const(0x81)
SET_ENTIRE_ON = const(0xA4)
SET_NORM_INV = const(0xA6)
SET_DISP = const(0xAE)
SET_MEM_ADDR = const(0x20)
SET_COL_ADDR = const(0x21)
SET_PAGE_ADDR = const(0x22)
SET_DISP_START_LINE = const(0x40)
SET_SEG_REMAP = const(0xA0)
SET_MUX_RATIO = const(0xA8)
SET_COM_OUT_DIR = const(0xC0)
SET_DISP_OFFSET = const(0xD3)
SET_COM_PIN_CFG = const(0xDA)
SET_DISP_CLK_DIV = const(0xD5)
SET_PRECHARGE = const(0xD9)
SET_VCOM_DESEL = const(0xDB)
SET_CHARGE_PUMP = const(0x8D)

# Subclassing FrameBuffer provides support for graphics primitives
# http://docs.micropython.org/en/latest/pyboard/library/framebuf.html
class SSD1306(framebuf.FrameBuffer):
    def __init__(self, width, height, external_vcc):
        self.width = width
        self.height = height
        self.external_vcc = external_vcc
        self.pages = self.height // 8
        self.buffer = bytearray(self.pages * self.width)
        super().__init__(self.buffer, self.width, self.height, framebuf.MONO_VLSB)
        self.init_display()

    def init_display(self):
        for cmd in (
            SET_DISP | 0x00,  # off
            # address setting
            SET_MEM_ADDR,
            0x00,  # horizontal
            # resolution and layout
            SET_DISP_START_LINE | 0x00,
            SET_SEG_REMAP | 0x01,  # column addr 127 mapped to SEG0
            SET_MUX_RATIO,
            self.height - 1,
            SET_COM_OUT_DIR | 0x08,  # scan from COM[N] to COM0
            SET_DISP_OFFSET,
            0x00,
            SET_COM_PIN_CFG,
            0x02 if self.width > 2 * self.height else 0x12,
            # timing and driving scheme
            SET_DISP_CLK_DIV,
            0x80,
            SET_PRECHARGE,
            0x22 if self.external_vcc else 0xF1,
            SET_VCOM_DESEL,
            0x30,  # 0.83*Vcc
            # display
            SET_CONTRAST,
            0xFF,  # maximum
            SET_ENTIRE_ON,  # output follows RAM contents
            SET_NORM_INV,  # not inverted
            # charge pump
            SET_CHARGE_PUMP,
            0x10 if self.external_vcc else 0x14,
            SET_DISP | 0x01,
        ):  # on
            self.write_cmd(cmd)
        self.fill(0)
        self.show()

    def poweroff(self):
        self.write_cmd(SET_DISP | 0x00)

    def poweron(self):
        self.write_cmd(SET_DISP | 0x01)

    def contrast(self, contrast):
        self.write_cmd(SET_CONTRAST)
        self.write_cmd(contrast)

    def invert(self, invert):
        self.write_cmd(SET_NORM_INV | (invert & 1))

    def show(self):
        x0 = 0
        x1 = self.width - 1
        if self.width == 64:
            # displays with width of 64 pixels are shifted by 32
            x0 += 32
            x1 += 32
        self.write_cmd(SET_COL_ADDR)
        self.write_cmd(x0)
        self.write_cmd(x1)
        self.write_cmd(SET_PAGE_ADDR)
        self.write_cmd(0)
        self.write_cmd(self.pages - 1)
        self.write_data(self.buffer)


class SSD1306_I2C(SSD1306):
    def __init__(self, width, height, i2c, addr=0x3C, external_vcc=False):
        self.i2c = i2c
        self.addr = addr
        self.temp = bytearray(2)
        self.write_list = [b"\x40", None]  # Co=0, D/C#=1
        super().__init__(width, height, external_vcc)

    def write_cmd(self, cmd):
        self.temp[0] = 0x80  # Co=1, D/C#=0
        self.temp[1] = cmd
        self.i2c.writeto(self.addr, self.temp)

    def write_data(self, buf):
        self.write_list[1] = buf
        self.i2c.writevto(self.addr, self.write_list)


class SSD1306_SPI(SSD1306):
    def __init__(self, width, height, spi, dc, res, cs, external_vcc=False):
        self.rate = 10 * 1024 * 1024
        dc.init(dc.OUT, value=0)
        res.init(res.OUT, value=0)
        cs.init(cs.OUT, value=1)
        self.spi = spi
        self.dc = dc
        self.res = res
        self.cs = cs
        import time

        self.res(1)
        time.sleep_ms(1)
        self.res(0)
        time.sleep_ms(10)
        self.res(1)
        super().__init__(width, height, external_vcc)

    def write_cmd(self, cmd):
        self.spi.init(baudrate=self.rate, polarity=0, phase=0)
        self.cs(1)
        self.dc(0)
        self.cs(0)
        self.spi.write(bytearray([cmd]))
        self.cs(1)

    def write_data(self, buf):
        self.spi.init(baudrate=self.rate, polarity=0, phase=0)
        self.cs(1)
        self.dc(1)
        self.cs(0)
        self.spi.write(buf)
        self.cs(1)

3.4测试

复制

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下的测试代码

 # Display Image & text on I2C driven ssd1306 OLED display 
from machine import Pin, I2C
from ssd1306 import SSD1306_I2C
import framebuf

WIDTH  = 128                                            # oled display width
HEIGHT = 64                                             # oled display height

i2c = I2C(0)                                            # Init I2C using I2C0 defaults, SCL=Pin(GP9), SDA=Pin(GP8), freq=400000
print("I2C Address      : "+hex(i2c.scan()[0]).upper()) # Display device address
print("I2C Configuration: "+str(i2c))                   # Display I2C config


oled = SSD1306_I2C(WIDTH, HEIGHT, i2c)                  # Init oled display

# Raspberry Pi logo as 32x32 bytearray
buffer = bytearray(b"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00|?\x00\x01\x86@\x80\x01\x01\x80\x80\x01\x11\x88\x80\x01\x05\xa0\x80\x00\x83\xc1\x00\x00C\xe3\x00\x00~\xfc\x00\x00L'\x00\x00\x9c\x11\x00\x00\xbf\xfd\x00\x00\xe1\x87\x00\x01\xc1\x83\x80\x02A\x82@\x02A\x82@\x02\xc1\xc2@\x02\xf6>\xc0\x01\xfc=\x80\x01\x18\x18\x80\x01\x88\x10\x80\x00\x8c!\x00\x00\x87\xf1\x00\x00\x7f\xf6\x00\x008\x1c\x00\x00\x0c \x00\x00\x03\xc0\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00")

# Load the raspberry pi logo into the framebuffer (the image is 32x32)
fb = framebuf.FrameBuffer(buffer, 32, 32, framebuf.MONO_HLSB)

# Clear the oled display in case it has junk on it.
oled.fill(0)

# Blit the image from the framebuffer to the oled display
oled.blit(fb, 96, 0)

# Add some text
oled.text("Raspberry Pi",5,5)
oled.text("Pico",5,15)

# Finally update the oled display so the image & text is displayed
oled.show()

Thonny中创建oled1.py复制上述文件内容保存到pico中。

运行

可以看到oled显示如下

lugl4313820

这帖发得，开挂似的呀，感谢分享！

秦天qintian0303

lugl4313820 发表于 2023-4-9 15:49 这帖发得，开挂似的呀，感谢分享！

提交倒是挺快的

bitter

牛啊牛啊

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1.1闪烁控制

2.1使用PWM驱动蜂鸣器(响度控制)

2.2使用蜂鸣器演奏do-re-mi

2.3使用蜂鸣器演奏音乐

3.1资料

3.2接线

3.4测试

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