[原创] 玩转RP2040之Python开发环境搭建

DDZZ669   2022-11-26 17:03 楼主


上篇文章:玩转RP2040之开箱测评与上电运行,介绍了RP2040的硬件和上电使用情况,本篇来进行软件开发环境的搭建。

 

RP2040支持Python或C语言开发,本篇使用Python来进行开发。

1 软件环境搭建

这款RP2040板子与树莓派的另一款产品Pico的处理器都是RP2040,因此可以参考RaspberryPi Pico的教程:

https://pico.wiki/index.php/2021/04/27/getting-started-with-raspberry-pi-pico-basic-intro.html

1.1 下载Python固件

进入树莓派官网:https://www.raspberrypi.com/documentation/microcontrollers/micropython.html,下载对应的Python固件,我下载的固件名称为:rp2-pico-20221116-unstable-v1.19.1-682-gd1ed0f161.uf2

1.png

下载固件后,需要烧录到板子中,实际上,只需要将这个固件拖拽到板子中即可。

操作步骤为:

  • 按下BOOT和RESET,然板子复位

  • 松开RESET(BOOT仍按下),然板子进入BOOT

  • 等电脑上弹出RPI-RP2的盘符(文件夹)后,可松开BOOT

  • 然后把下载的python固件拖拽到这个盘中即可

  • 拖拽成功后,盘符会自动消失,此时固件烧录工作即完成

2.png

注意,固件烧录后,板子自动的程序也会消失,所以此时再重启板子,会是黑屏状态。

1.2 下载Thonny

Thonny为 一个面向初学者的Python IDE

去Thonny官网:https://thonny.org/ 下载Windows版的安装包,安装即可。

3.png

2 程序烧录测试

板子连接电脑,用Thonny打开Python例程,右下角切换到Pi Pico,然后点击左上角的下载键。

4.png

下载完成后,即可看到程序的运行结果:

5.png

注意,这种下载方式,程序还行没有固化到板子中,掉电重启后,程序也不在了,需要重新进行程序下载才能看到程序的运行。

3 程序固化到板子中

研究了一下Thonny这个软件,发现可以将Python程序放到板子中,操作方法是点击菜单中的文件->另存为,会弹出一个窗口,提示保存到电脑还是Pico中,选择Pico后,即可保存python文件到板子中。

6.png

在保存的时候,还可以重命名文件,如我的重命名为main.py。注意到,保存到板子中的文件,Thonny中的文件名会显示一个中括号,并且Thonny窗口的顶部信息也会显示此文件在Pico中。

7.png

此时点击运行,运行的就是板子中的python程序,并且板子调电后,也能开机运行板子中的python程序,从而可以说明程序已经固化到板子中了。

4 多文件项目结构

上面的测试程序,整个代码都是在一个.py文件中,不便于代码分类管理。实际上,我们可以将代码按功能进行拆分,也是也可在板子中运行的。我这里将LCD和IMU的代码单独分离出来,整理为3个文件:

  • main.py

  • mylcd.py

  • myimu.py

注意,在运行时,需要将这3个文件都放到板子中再点击运行,不放到板子中,运行main.py,会报错找不到另外两个文件的。

main.py

from machine import Pin,I2C,SPI,PWM,ADC
import mylcd
import myimu
import time
​
Vbat_Pin = 29
​
#主函数
if __name__=='__main__':
    #LCD
    LCD = mylcd.LCD_GC9A01A()
    LCD.set_bl_pwm(65535)
    
    #IMU
    qmi8658=myimu.IMU_QMI8658C()
    
    #ADC
    Vbat= ADC(Pin(Vbat_Pin))   
    
    while(True):
        #read QMI8658
        xyz=qmi8658.Read_XYZ()
        
        LCD.fill(LCD.white)
        
        LCD.fill_rect(0,0,240,40,LCD.red)
        LCD.text("RP2040-LCD-1.28",60,25,LCD.white)
        
        LCD.fill_rect(0,40,240,40,LCD.blue)
        LCD.text("Waveshare",80,57,LCD.white)
        
        LCD.fill_rect(0,80,120,120,0x1805)
        LCD.text("ACC_X={:+.2f}".format(xyz[0]),20,100-3,LCD.white)
        LCD.text("ACC_Y={:+.2f}".format(xyz[1]),20,140-3,LCD.white)
        LCD.text("ACC_Z={:+.2f}".format(xyz[2]),20,180-3,LCD.white)
​
        LCD.fill_rect(120,80,120,120,0xF073)
        LCD.text("GYR_X={:+3.2f}".format(xyz[3]),125,100-3,LCD.white)
        LCD.text("GYR_Y={:+3.2f}".format(xyz[4]),125,140-3,LCD.white)
        LCD.text("GYR_Z={:+3.2f}".format(xyz[5]),125,180-3,LCD.white)
        
        LCD.fill_rect(0,200,240,40,0x180f)
        reading = Vbat.read_u16()*3.3/65535*2
        LCD.text("Vbat={:.2f}".format(reading),80,215,LCD.white)
        
        LCD.show()
        time.sleep(0.1)

myimu.py

from machine import Pin,I2C,SPI,PWM,ADC
​
I2C_SDA = 6
I2C_SDL = 7
​
#IMU传感器--IIC接口
class IMU_QMI8658C(object):
    def __init__(self,address=0X6B):
        self._address = address
        self._bus = I2C(id=1,scl=Pin(I2C_SDL),sda=Pin(I2C_SDA),freq=100_000)
        bRet=self.WhoAmI()
        if bRet :
            self.Read_Revision()
        else    :
            return NULL
        self.Config_apply()
​
    def _read_byte(self,cmd):
        rec=self._bus.readfrom_mem(int(self._address),int(cmd),1)
        return rec[0]
    def _read_block(self, reg, length=1):
        rec=self._bus.readfrom_mem(int(self._address),int(reg),length)
        return rec
    def _read_u16(self,cmd):
        LSB = self._bus.readfrom_mem(int(self._address),int(cmd),1)
        MSB = self._bus.readfrom_mem(int(self._address),int(cmd)+1,1)
        return (MSB[0] << 8) + LSB[0]
    def _write_byte(self,cmd,val):
        self._bus.writeto_mem(int(self._address),int(cmd),bytes([int(val)]))
        
    def WhoAmI(self):
        bRet=False
        if (0x05) == self._read_byte(0x00):
            bRet = True
        return bRet
    def Read_Revision(self):
        return self._read_byte(0x01)
    def Config_apply(self):
        # REG CTRL1
        self._write_byte(0x02,0x60)
        # REG CTRL2 : QMI8658AccRange_8g  and QMI8658AccOdr_1000Hz
        self._write_byte(0x03,0x23)
        # REG CTRL3 : QMI8658GyrRange_512dps and QMI8658GyrOdr_1000Hz
        self._write_byte(0x04,0x53)
        # REG CTRL4 : No
        self._write_byte(0x05,0x00)
        # REG CTRL5 : Enable Gyroscope And Accelerometer Low-Pass Filter 
        self._write_byte(0x06,0x11)
        # REG CTRL6 : Disables Motion on Demand.
        self._write_byte(0x07,0x00)
        # REG CTRL7 : Enable Gyroscope And Accelerometer
        self._write_byte(0x08,0x03)
​
    def Read_Raw_XYZ(self):
        xyz=[0,0,0,0,0,0]
        raw_timestamp = self._read_block(0x30,3)
        raw_acc_xyz=self._read_block(0x35,6)
        raw_gyro_xyz=self._read_block(0x3b,6)
        raw_xyz=self._read_block(0x35,12)
        timestamp = (raw_timestamp[2]<<16)|(raw_timestamp[1]<<8)|(raw_timestamp[0])
        for i in range(6):
            # xyz=(raw_acc_xyz[(i*2)+1]<<8)|(raw_acc_xyz[i*2])
            # xyz[i+3]=(raw_gyro_xyz[((i+3)*2)+1]<<8)|(raw_gyro_xyz[(i+3)*2])
            xyz = (raw_xyz[(i*2)+1]<<8)|(raw_xyz[i*2])
            if xyz >= 32767:
                xyz = xyz-65535
        return xyz
    def Read_XYZ(self):
        xyz=[0,0,0,0,0,0]
        raw_xyz=self.Read_Raw_XYZ()  
        #QMI8658AccRange_8g
        acc_lsb_div=(1<<12)
        #QMI8658GyrRange_512dps
        gyro_lsb_div = 64
        for i in range(3):
            xyz=raw_xyz/acc_lsb_div#(acc_lsb_div/1000.0)
            xyz[i+3]=raw_xyz[i+3]*1.0/gyro_lsb_div
        return xyz

mylcd.py

from machine import Pin,I2C,SPI,PWM,ADC
import framebuf
import time
​
DC = 8
CS = 9
SCK = 10
MOSI = 11
RST = 12
​
BL = 25
​
​
#屏幕--SPI接口
class LCD_GC9A01A(framebuf.FrameBuffer):
    def __init__(self):
        self.width = 240 #屏幕宽度
        self.height = 240 #屏幕高度
        
        self.cs = Pin(CS,Pin.OUT)
        self.rst = Pin(RST,Pin.OUT)
        
        self.cs(1)
        self.spi = SPI(1,100_000_000,polarity=0, phase=0,sck=Pin(SCK),mosi=Pin(MOSI),miso=None)
        self.dc = Pin(DC,Pin.OUT)
        self.dc(1)
        self.buffer = bytearray(self.height * self.width * 2)
        super().__init__(self.buffer, self.width, self.height, framebuf.RGB565)
        self.init_display()
        
        self.red   =   0x07E0
        self.green =   0x001f
        self.blue  =   0xf800
        self.white =   0xffff
        
        self.fill(self.white) #先填充为白色
        self.show()
​
        self.pwm = PWM(Pin(BL))
        self.pwm.freq(5000)
#省略......

将这3个文件保存到板子中的演示图如下,可以看到3个文件名都有中括号:

8.png

在main.py上运行,可以运行成功,说明程序在板子中运行正常。

5 总结

本篇介绍了RP2040的Python软件开发环境搭建,并进行了程序烧录测试、代码固化到板子中测试,Python项目拆分为多个文件运行测试。Thonny这个软件第一次用,可能还有一些功能没探索到,大家有哪里使用心得欢迎讨论分享。

回复评论 (3)

很简单易学,这个板子试玩过,还不错,用来学MP可以的
点赞  2022-11-27 00:31

thonny可以通过串口输出数据,自动画出折线图,这个功能比较有用

点赞  2022-11-27 10:42
引用: dcexpert 发表于 2022-11-27 10:42 thonny可以通过串口输出数据,自动画出折线图,这个功能比较有用

又get到一个未探索的功能,有时间试试

点赞  2022-11-27 13:59
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