基于树莓派PICO电压表

内容介绍

1.硬件简介

这次用到的硬件是双核 Arm Cortex-M0 的rp2040主频133MHz并且可以超频，芯片内置 264KB SRAM 和 2MB 的板载闪存，这款核心板还带有4颗ws2818灯珠，可以实现不同的功能，typec接口，相对于官方的板子使用更加的方便。由于rp2040自带usb接口，所以板子上并不需要usb转串口芯片，本身就能烧录程序。这次使用的arduino编程，而不是micropython。本身arduino的库支持更全，但是实际应用中，还是出现了比较多的问题，后面会描述。

2.硬件原理图

2.1系统框图

系统供电3.3V，电压表用到的硬件有电位器和OLED显示屏，系统框图如下。

FnqOaHJTd2m-PF64PZKnBVYjBOy2

2.2ADC输入电路

ADC的输入是直接连接到电位器，通过调节点位器，就可以实现0-3.3V电压变化。输入的通道是ADC2，GPIO28。这里如果没有电压基准，需要测量电源电压，再进行计算。

Fqd0bxdel1_U_lk8J97u_TLTFD0I

2.3 olde屏幕电路

这里用到第二个模块是oled显示屏，连线分别如下，电源电压3.3v，需要注意的是这里用的是spi接口，调用库的时候使用spi的例程。这里连接到没有MISO。只需要定义四个引脚。

rts --- GPIO8

DC --- GPIO9

SCK --- GPIO10

MOSI --- GPIO11

FntRuZ-1JdCPIDoky1_8UzieEojB

3.程序

3.1程序流程图

上电后初始化ADC和OLED，初始化之后每隔1S采集一次电位器电压值，采集完成后转换为电压值并显示在OLED上。

3.2初始化程序

arduino初始化程序一般都非常简单，直接按照例程即可，这样用户可以把更多的时间集中在主程序和功能上，减少驱动调试的时间，但是rp2040现在使用的用户比较少，实际上用到的adafruit ssd1306库，只有2.5版本能正常编译，如果大家发现编译出错，一个个更换即可，较早的版本有一些是能用的，arduino ide不支持go to defination，所以这里没有花费太多时间去修改库的问题。

这里要注意，按照要求，ADC要设置成12位的模式。SPI的io也要设置成和扩展版相对应的IO。

#define OLED_MOSI   11
#define OLED_CLK   10
#define OLED_DC    9
#define OLED_CS    12
#define OLED_RESET 8

  Serial.begin(9600);
  analogReadResolution(12);
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC)) {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    for(;;); // Don't proceed, loop forever
  }
display.display();
display.clearDisplay();

3.3屏幕显示程序和电压转换

屏幕显示和电压转换放到一个程序里了，因为本次例程比较简单，采取这种简单粗暴的方法。arduino本身是有浮点转字符串函数的，不知道这里为什么报错，所以简单的写了一个转换打印到屏幕的函数，因为电压范围固定了，这里也是简单粗暴的去处理。

void testdrawchar(void) {
  float a2;
  int a3=666;
  a2=3.3*a3/4096;
  char s[]="t.est";
    s[0]=a2+48;
    s[2]=(int)(a2*10)%(10)+48;
    s[3]=(int)(a2*100)%(10)+48;
    s[4]=(int)(a2*1000)%(10)+48;
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);      // Normal 1:1 pixel scale
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE); // Draw white text
  display.setCursor(20, 20);     // Start at top-left corner
  display.cp437(true);         // Use full 256 char 'Code Page 437' font
    display.write(s);
}
  display.display();
  delay(2000);
}

3.4主函数

主函数就很简单，调用上面的函数，并且延时，1s采集并显示一次数据。

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(A2);
  testdrawchar2(sensorValue); 
  delay(1000);
}

4.实物演示

实物演示如下图，ADC将电位器采集到数值转换后通过OLED显示。

FmHYys66vbPRddMCH02-qsKhl4G6

5.遇到的问题

因为使用的是arduino编程所以一切准备好之后，开发工作是很简单的。但是准备过程中遇到不少的问题，这款芯片类似之前用过的wio terminal，是通过usb 虚拟串口烧录。但是我之前用的系统是win8，较早版本的系统，会存在一个问题，虽然能正确识别u盘，能烧录程序，但是arduino ide只能在下载的模式烧录一次，不能自动烧录。这里要参考arduino的方法，通过以下网址可以安装驱动。

https://arduino-pico.readthedocs.io/en/latest/serial.html

除了驱动的问题，还有不同的库之间，编译不一定能通过，这是我第三次使用arduino，之前使用的是esp32这类应用很广的的开发板，所以支持非常好，基本不会出问题。如果长期使用，还是需要通过vscode等工具，开发，官方ide并不方便，尤其是修改库文件方面。

6.总结

通过arduino平台开发，库的例程丰富，开发的时间相对其他平台更短。