基于STEP Pico实现的电压表

内容介绍

项目介绍

利用板上的电位计调节电压从0-3.3V之间变化，在OLED显示屏上以数字的方式显示电压值。

设计思路

电位计通过分压的方式产生0-3.3V之间变化的电压，接入树莓派Pico。
树莓派Pico内部的ADC对该电压进行采集，得到0-4095之间的数值。
经过计算以后对应到实际对应的电压值。
树莓派Pico通过SPI控制OLED显示屏将电压值显示出来。

流程图

FpaBNsx9W7D_EoBBflwW64ieFvVm

硬件介绍

尺寸: 21mmx51mm
芯片:RP2040微控制器芯片
处理器:双核Arm Cortex-MO+最高可运行到133MHZ
供电电压:1.8-5.5V直流
工作温度:-20°C到+85°C
片上有加速的整型和浮点库
邮票孔模块可直接焊接到载板
使用USB存储模式进行拖拽编程
低功耗sleep和dormant模式
准确的片上时钟
264KB 片上SRAM
2MB板上QSPIFlash
26 GPIO管脚 (含3个模拟输入)
2xUART
2x SPI控制器
2 x12C控制器
16x PWM通道
1xUSB 1.1控制器以及PHY支持host和device模式
8x可编程1/0(PIO)状态机用于定制化外设支持
温度传感器

2个按键输入
4个单色LED
12个WS2812B RGB三色灯
1个姿态传感器
1个128*64 OLED显示屏
1个蜂鸣器
1个可调电位计（用于电压表）
1路音频信号输入（用于示波器）
8位R-2R电阻网络构成的DAC（用于DDS信号发生器）

开发环境

RP2040支持多种环境进行开发，它作为一个M0的双核芯片，第一时间想到的就是用ARM的亲儿子keil开发设计，可是树莓派官方并没有提供这一种方式，而是把类似linux的一套搬到RP2040上面了，GCC固然强大，可是使用起来还是比较折腾的，MicroPython固然简单，可是与主流的嵌入式开发相差不小，封装起来的代码使用起来很畅快，但是自己要写一个驱动就麻烦的很。不过早就有大佬实现了这个想法，在keil上搭建了RP2040的开发环境。

这里我是使用了傻孩子大佬的一个开源项目：https://github.com/GorgonMeducer/Pico_Template 。使用这个项目就能轻松的使用keil进行RP2040的开发了。部署非常简单，keil只要额外安装GorgonMeducer.perf_counter.1.9.4.pack这个包（这个包在项目里面也有提供，是一个测量运行时间的组件），就能直接打开工程使用了。

上面的项目再搭配上另一个开源项目：https://github.com/majbthrd/pico-debug/releases （将RP2040的一个核实现为DAP功能），打开后下载 pico-debug-gimmecache.uf2文件，将其烧录到RP2040里，就能利用上RP2040的一个核作为DAP去调试另一个核，让RP2040的开发方式更加接近于传统的单片机的开发方式，而且实现只需要一根USB线就完成下载与调试的功能，再也不用折腾来折腾去了。

主要代码片段及说明

初始化代码

system_init();
stdio_init_all();

adc_init();
adc_gpio_init(28);
adc_select_input(2);

OLED_Init();
OLED_ShowCHinese(0,0,0);
OLED_ShowCHinese(16,0,1);

OELD初始化代码

gpio_init(8);
gpio_set_dir(8, GPIO_OUT);
gpio_init(9);
gpio_set_dir(9, GPIO_OUT);
gpio_init(10);
gpio_set_dir(10, GPIO_OUT);
gpio_init(11);
gpio_set_dir(11, GPIO_OUT);

OLED_RST_Set();
sleep_ms(100);
OLED_RST_Clr();
sleep_ms(200);
OLED_RST_Set(); 

OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control register
OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD); // Set SEG Output Current Brightness
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping     0xa0���ҷ��� 0xa1����
OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction   0xc0���·��� 0xc8����
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal display
OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset	Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offset
OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge period
OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configuration
OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomh
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disable
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7) 
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//--turn on oled panel

OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); /*display ON*/ 
OLED_Clear();
OLED_Set_Pos(0,0);

通过计算转换ADC的值到实际电压，并显示。

verf = adc_read() * 3.3 / (1<<12);
sprintf(str,":%.2fV",verf);
OLED_ShowString(32, 0, (uint8_t *)str);
sleep_ms(100);

实现的功能及图片展示

显示电压

FjfuTU7zoa2E2nm_WhqkyFIntXjA

调整到最小值

FtaDtuPjZatcn9EjzBEBScii5jB0

调整到最大值

Fg_X1twVtb84rcxK1JX_hJmbIeJr

未来的计划或建议

如果能把复位按键跟boot按键整合到一起，做一个一键下载的功能。使用起来将更加方便些。

希望硬禾能多多举办类似的活动。