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topdog 发表于 2021-11-28 17:38

Raspberry Pi Pico使用Micopython开发

本帖最后由 topdog 于 2021-11-30 00:10 编辑

Micopython官方完美支持Raspberry Pi Pico的应用,定期更新固件。大家可以下载好固件再复制安装到pico片上。更方便的方法是使用Thonny IDE自带的固件更新功能。
(1),按住BOOTSEL按键,用microUSB线把pico插入电脑。
(2),打开Thonny IDE,运行解释器,选择Micopython(Raspberry Pi Pico),关闭IDE。
(3),再次打开Thonny IDE,就会弹出下面的对话框,点击安装。这样新的固件就会刷入Pico。



Micopython官方文档,示例。
本例通过闪烁板载第25管脚LED灯和DHT22(AM2302),SSD1306组成桌面气象站来熟悉一下Raspberry Pi Pico使用Micopython开发。

接线图如下:
pico      oled      dht22
4             SDA
5             SCL
6                           DATA





使用Thonny IDE把下面的三个文件保存到Pico片上。

ssd1306.py

# 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 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 = # Co=0, D/C#=1
      super().__init__(width, height, external_vcc)

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

    def write_data(self, buf):
      self.write_list = 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())
      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)



DHT22.py'''
*
*
* The MIT License (MIT)
*
* Copyright (c) 2021 Daniel Perron
*
* Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
* of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
* in the Software without restriction, including without limitation the rights
* to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
* copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
* furnished to do so, subject to the following conditions:
*
* The above copyright notice and this permission notice shall be included in
* all copies or substantial portions of the Software.
*
* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
* IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
* FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
* AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
* LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
* OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
* THE SOFTWARE.
*
'''

import utime
import rp2
from rp2 import PIO, asm_pio
from machine import Pin

#
#   A   B   C   D   E   F
#          ___   ___   ...
#   ____/   \___/   \___/   \
#
#   A = start pulse (> 1ms )
#   B = 2-40 us
#   C = 80 us
#   D = 80 us
#
#   E and F aredata clock
#
#   E = 50 us
#   F =26-28 us => 0    70 us => 1
#

   
@asm_pio(set_init=(PIO.OUT_HIGH),autopush=True, push_thresh=8)
def DHT22_PIO():
    # clock set at 500KhzCycle is 2us
    # drive output low for at least 20ms
    set(y,1)                  # 0
    pull()                      # 1
    mov(x,osr)                  # 2
    set(pindirs,1)            # 3 set pin to output
    set(pins,0)               # 4 set pin low
    label ('waitx')
    jmp(x_dec,'waitx')          # 5 decrement x reg every 32 cycles
    set(pindirs,0)            # 6 set pin to input
    # STATE A. Wait for high at least 80us. max should bevery short
    set(x,31)                   # 7
    label('loopA')
    jmp(pin,'got_B')            # 8
    jmp(x_dec,'loopA')          # 9
    label('Error')
    in_(y,1)                  # 10
    jmp('Error')                # 11Infinity loop error

    # STATE B. Get HIGH pulse. max should be 40us
    label('got_B')
    set(x,31)                   # 12
    label('loop_B')
    jmp(x_dec,'check_B')      # 13
    jmp('Error')                # 14
    label('check_B')
    jmp(pin,'loop_B')         # 15

    # STATE C. Get LOW pulse. max should be 80us
    set(x,31)                   # 16
    label('loop_C')
    jmp(pin,'got_D')            # 17   
    jmp(x_dec,'loop_C')         # 18
    jmp('Error')                # 19
   
    # STATE D. Get HIGH pulse. max should be 80us
    label('got_D')
    set(x,31)                   # 20
    label('loop_D')
    jmp(x_dec,'check_D')      # 21
    jmp('Error')                # 22
    label('check_D')
    jmp(pin,'loop_D')         # 23
   
    # STATE E. Get Low pulse delay. should be around 50us
    set(x,31)                   # 24
    label('loop_E')
    jmp(pin,'got_F')            # 25
    jmp(x_dec,'loop_E')         # 26
    jmp('Error')                # 27
   
    # STATE F.
    # wait 40 us
    label('got_F')            
    nop()                   # 28
    in_(pins,1)               # 29
    # now wait for low pulse
    set(x,31)                   # 30
    jmp('loop_D')               # 31   




class DHT22:
   
    def __init__(self,dataPin, powerPin=None,dht11=False,smID=1):
      self.dataPin = dataPin
      self.powerPin = powerPin
      self.dht11 = dht11
      self.smID = smID
      self.dataPin.init(Pin.IN, Pin.PULL_UP)
      if self.powerPin is not None:
            self.powerPin.init(Pin.OUT)
            self.powerPin.value(0)
      self.sm= rp2.StateMachine(self.smID)
      




    def read_array(self):
      if self.powerPin is not None:
            self.powerPin.value(1)
            utime.sleep_ms(800)
      utime.sleep_ms(200)
      #start state machine
      self.sm.init(DHT22_PIO,freq=500000,
                     set_base=self.dataPin,
                     in_base=self.dataPin,
                     jmp_pin=self.dataPin)
      if self.dht11:
            self.sm.put(10000)
      else:
            self.sm.put(1000)
      self.sm.active(1)
      value = []
      for i in range(5):
            value.append(self.sm.get())
      self.sm.active(0)
      if self.powerPin is not None:
            self.powerPin.value(0)
      return value

    def read(self):
      value = self.read_array()
      sumV = 0
      for i in range(4):
            sumV += value
      if (sumV & 0xff) == value:
            if self.dht11:
                humidity=value & 0x7f
                temperature=value
            else:               
                humidity=((value<<8)+ value)/10.0
                temperature=(((value &0x7f) << 8)+ value) /10.0
            if (value & 0x80) == 0x80:
                temperature = -temperature            
            return temperature, humidity
      else:
            return None, None
      
if __name__ == "__main__":
    from machine import Pin
    from DHT22 import DHT22
    import utime
    dht_data = Pin(15,Pin.IN,Pin.PULL_UP)
    dht_sensor=DHT22(dht_data,Pin(14,Pin.OUT),dht11=False)
    while True:
      T,H = dht_sensor.read()
      if T is None:
            print(" sensor error")
      else:
            print("{:3.1f}'C{:3.1f}%".format(T,H))
      #DHT22 not responsive if delay to short
      utime.sleep_ms(500)

main.py

from machine import Pin, I2C
from DHT22 import DHT22
import time
from ssd1306 import SSD1306_I2C
import framebuf
import utime

WIDTH= 128
HEIGHT = 64

SCL = 5
SDA = 4

h = [
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x07, 0xC0, 0x00, 0x00, 0x07, 0xE0, 0x00, 0x18, 0x04, 0x20, 0x00, 0x18,
0x04, 0x38, 0x00, 0x3C, 0x04, 0x20, 0x00, 0x24, 0x04, 0x30, 0x00, 0x66, 0x04, 0x30, 0x00, 0x24,
0x04, 0x20, 0x00, 0x3C, 0x05, 0xB8, 0x00, 0x00, 0x05, 0xA0, 0x06, 0x00, 0x05, 0xA0, 0x0E, 0x00,
0x05, 0xB0, 0x0B, 0x00, 0x05, 0xA0, 0x19, 0x00, 0x05, 0xB8, 0x11, 0x80, 0x05, 0xA0, 0x11, 0x80,
0x05, 0xA0, 0x1B, 0x00, 0x0D, 0xA0, 0x0E, 0x00, 0x19, 0xB8, 0x00, 0x18, 0x31, 0x8C, 0x00, 0x18,
0x21, 0x84, 0x00, 0x24, 0x67, 0xC6, 0x00, 0x66, 0x47, 0xE2, 0x00, 0x42, 0x47, 0xE2, 0x00, 0x42,
0x47, 0xE2, 0x00, 0x42, 0x47, 0xC6, 0x00, 0x7E, 0x61, 0x84, 0x00, 0x18, 0x30, 0x0C, 0x00, 0x00,
0x18, 0x18, 0x00, 0x00, 0x0F, 0xF0, 0x00, 0x00, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
]

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")


humid = bytearray(h)

led = machine.Pin(25,machine.Pin.OUT)
def BlinkLED(timer_one):
    led.toggle()

i2c = I2C(0, scl=Pin(SCL), sda=Pin(SDA), freq=200000)
print("Device Address      : "+hex(i2c.scan()).upper())
dht22 = DHT22(Pin(6,Pin.IN,Pin.PULL_UP))
display = SSD1306_I2C(WIDTH, HEIGHT, i2c)
led = machine.Pin(25,machine.Pin.OUT)
timer_one = machine.Timer()
timer_one.init(freq=5, mode=machine.Timer.PERIODIC, callback=BlinkLED)
while True:
    T, H = dht22.read()
    display.fill(0)   
   
    fb = framebuf.FrameBuffer(humid, 32, 32, framebuf.MONO_HLSB)
    display.blit(fb, 0, 0)
   
    rpi = framebuf.FrameBuffer(buffer, 32, 32, framebuf.MONO_HLSB)   
    display.blit(rpi, 0,35)   
   
    #display.text(str('H: ' +"{:0.2f}".format(H)+ "%",2),40,5)
    display.text("H: " + str(H) + " %",40,5)   

    #display.text(str('T: ' +"{:0.2f}".format(T)+ "C",2),40,19)
    display.text("T: " + str(T) + " C",40,19)   
   
    display.fill_rect(100, 18, 4,4, 1)
   
    display.text("Raspberry Pi",35,35)
    display.text("Pico",35,50)   
   
    display.show()   

    time.sleep_ms(5000)
最终呈现出来的效果图:



如果遇到奇怪的状态不能使用,小伙伴可以下载附件中的flash_nuke.uf2安装到Pico中,它会对你的闪存进行“深度清理”。你会失去所有的文件夹,但至少你可以恢复它内核后,重新安装MicroPython。
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