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[教程] 【pinpong库控制硬件】之虚谷号-1

本帖最后由 _木子_ 于 2020-9-1 14:09 编辑

虚谷号使用pinpong库教程

首先我们先来介绍一下pinpong库是什么：
pinpong库是一套控制开源硬件主控板的Pyhton库，基于Firmata协议并兼容MicroPython语法。

借助于pinpong库，直接用Python代码就能给各种常见的开源硬件编程。其原理是给开源硬件烧录一个特定的固件，使开源硬件可以通过串口与电脑通讯，执行各种命令。

pinpong库的名称由“pin”和“pong”组成，“pin”指引脚，“pinpong”为“乒乓球”的谐音，指信号的往复。

下面的内容将讲解如何在虚谷号上使用jupyter编辑器和pinpong库来控制厚物扩展板上的硬件。

文章将会从准备工作和项目制作两大部分讲述，准备工作内容有：准备器件、连接器件、配置WiFi、打开在线编辑器、安装pinpong库；项目制作内容有：LED闪烁、按键控制LED、OLED显示文字、RGB闪烁。

一、准备工作
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1.需要的器件：
虚谷号创客版套件 * 1 （主要包含主板、天线、数据线、适配器，也可以选择教育版套件，性能更佳）
厚物扩展板 * 1

2.组装厚物扩展板和虚谷号
虚谷号主控板上有两排排母，一排长一排短，厚物扩展板上有两排针脚，一排长一排短，将虚谷号的长短排母对应厚物扩展板的长短排针对到一起，然后轻轻按压即可成功组装。

3.配置WiFi
首先我们需要一个路由器或者其他无线设备，让电脑和虚谷号能够连接同一个WiFi。配置WiFi是为了接下来能够使用jupyter在线代码编辑器，后面如果要做物联网设计也是需要配置WiFi的，因此这个设置是一定要的。

（1）将虚谷号和厚物板接起来后，通过USB数据线将虚谷号和电脑连接，连接成功后板子上的指示灯会点亮。

（2）连接成功后等待一会系统会弹出一个U盘，进入后打开vvBoard文件夹，如果没有U盘弹出建议换一条好一点的数据线试一下。

（3）进入后用记事本打开vvBoard_config文件。

（4）修改WiFi帐号和密码信息。

（5）按下板子右侧的复位键重启板子，等待U盘再次出现后再次打开vvBoard文件夹，然后打开wifi_log.txt文件可查看wifi连接状态以及分配的IP地址。如果wifi没有连接成功请检查wifi的帐号密码信息以及wifi信号是否正常，且wifi网络需要是直连网络，不能用那种连接后还需要网页登录的wifi。

4. 打开juperter在线编辑器
（1）如果wifi正确连接，打开vvBoard文件夹会出现访问jupyter和访问siot，双击访问jupyter。如果没有出现访问jupyter和访问siot，请确定虚谷号与电脑是否处在同一个wifi网络下，如果不确定是否处于同一网络，建议使用手机热点让电脑和虚谷号同时连接。

（2）登录密码会有提示，进入jupyter后界面如图。

（3）新建一个python3文件

（4）进入后可看到上方有一些工具，常用主要是左侧运行和停止按钮，右侧会有连接状态提示信息（连接成功后为空白），python3的圆点全黑时表示正在运行。

5.安装PinPong库
（1）接下来在第一行空白的指令行输入指令安装pinpong库，注意叹号要是英文输入法，PinPong库只需安装一次即可一直使用，不用每次都安装哦（后面的版本号可能会有差异，下一步会更新版本）：
!pip install pinpong

（2）安装完成后将pinpong库升级为最新版本：!pip install -U pinpong -i [url=https://pypi.Python.org/simple/]https://pypi.Python.org/simple/]https://pypi.Python.org/simple/[/url][/url]

（3）查看pinpong库是否成功安装并查看版本号，当前我使用的最新版本是0.3.0，如果低于这个版本下面的操作可能会出现错误：
!pip list

（4）加载一下pinpong库看能否成功加载：
from pinpong.board import Board,Pin #加载pinpong库
输入这条指令运行，如果没有报错提示则说明安装成功。

少数用户可能会发生以下情况

一直提示导入库错误，解决办法：断电重启设备再次尝试，如果依然报错库有问题，就将pinpong库卸载重装。
1）新建终端：

2）卸载： pip uninstall pinpong
3）察看确认是否卸载干净： pip list
4）可以看到我这里还有其他版本的残留：

5）继续卸载： pip uninstall pinpong
6）察看确认是否卸载干净： pip list
7）直到pip list 看不到pinpong库

二、项目制作

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1.使用PinPong库点亮厚物板上的LED灯，并实现闪烁效果：

#实验效果：控制板载LED灯一秒闪烁一次
#接线：将厚物板与虚谷号对接
import time #加载时间库，用来实现延时控制
from pinpong.board import Board,Pin #加载pinpong库

Board("xugu").begin()             #初始化，选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号，不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin()    #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin() #mac下指定端口初始化

led = Pin(Pin.D13, Pin.OUT) #引脚初始化为电平输出

#循环执行
while True:
  #led.value(1) #输出高电平方法1
  led.write_digital(1) #输出高电平方法2
  print("1") #终端打印信息
  time.sleep(1) #等待1秒保持状态

  #led.value(0) #输出低电平方法1
  led.write_digital(0) #输出低电平方法2
  print("0") #终端打印信息
  time.sleep(1) #等待1秒保持状态

（1）运行效果

（2）代码分析
led = Pin(Pin.D13, Pin.OUT) 这段代码定义了引脚D13为输出模式，Pin.D13定义了引脚为D13号引脚，也就是板载的LED灯，如果想外接LED只需要将D13改为其他引脚即可。

led.value(1)和led.write_digital(1)两种写法都是让D13引脚输出高电平，第一种写法更加简单，第二种写法更接近Arduino C的原写法，根据需要可自行更改。
time.sleep(1)是延时函数，参数的单位为S，如果想更改闪烁频率可修改参数“1”为其他的数。

（3）停止代码运行
因为上面blink的代码中用到了while Ture，因此程序会一直循环执行，这时如果想要执行其他的代码必须先让上面的代码块停止运行，点击左上方的停止按钮（中断服务）即可停止，等待右上角运行状态的圆点为白色即代表运行停止，并且会打印提示信息：

2.使用PinPong库和按键控制厚物板上的灯亮：

import time
#实验效果：通过按键控制灯亮灭，按键按下灯亮，松开灯灭
#接线：将厚物板与虚谷号对接，按键连接到D8引脚

from pinpong.board import Board,Pin  #导入必要的库函数

Board("xugu").begin()             #初始化，选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号，不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin()    #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin() #mac下指定端口初始化

btn = Pin(Pin.D8, Pin.IN)  #设置数字引脚8号的数字输入
led = Pin(Pin.D13, Pin.OUT)  #设置数字引脚13号为数字输出

print("start..")
while True:
#v = btn.value()  #读取引脚电平方法1
      v = btn.read_digital()  #读取引脚电平方法2
if(v == 1):
      #led.value(0)
      led.write_digital(0)
      #print("LED on")
else:
      #led.value(1)
      led.write_digital(1)
      #print("LED off")

（1）运行效果

（2）代码分析
btn = Pin(Pin.D8, Pin.IN) 这段代码定义了D8引脚为输入模式，Pin.D8代表引脚为D8引脚，如果要更换其他引脚需要修改这里。
v = btn.value() ， v = btn.read_digital() 两种写法，读取按键的值存入变量v，然后判断v的值来控制灯的亮灭。

3.停止运行上面的程序，使用PinPong库控制厚物板上的OLED显示信息：

#实验效果：I2C OLED2864屏控制
#接线：将厚物板与虚谷号对接
import time
from pinpong.board import Board
from pinpong.libs.dfrobot_ssd1306 import SSD1306_I2C #导入ssd1306库

Board("xugu").begin()             #初始化，选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号，不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin()    #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin() #mac下指定端口初始化

oled=SSD1306_I2C(128, 64) #初始化屏幕，传入屏幕像素点数

while True:
oled.fill(1) #全部填充显示
oled.show() #显示生效
print("1")
time.sleep(1)

oled.fill(0) #全部填充熄灭，清屏
oled.show() #显示生效
print("0")
time.sleep(1)

oled.text(0) #显示数字
oled.text("Hello PinPong",8,8) #指定位置显示文字
oled.show()  #显示生效
time.sleep(2)

运行效果

4.停止运行上面的程序，使用PinPong库控制厚物板上的RGB灯闪烁不同颜色：

# -*- coding: UTF-8 -*-
#实验效果：控制WS2812单线RGB LED灯
#接线：将厚物板与虚谷号对接
import time
from pinpong.board import Board,Pin,NeoPixel #导入neopixel类

Board("uno").begin() #初始化，选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号，不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin() #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin() #mac下指定端口初始化

NEOPIXEL_PIN = Pin(Pin.D9)
PIXELS_NUM = 3 #灯数

np = NeoPixel(NEOPIXEL_PIN,PIXELS_NUM)

while True:
np[0] = (0, 255 ,0) #设置第一个灯RGB亮度
np[1] = (255, 0, 0) #设置第二个灯RGB亮度
np[2] = (0, 0, 255) #设置第三个灯RGB亮度
print("color 1")
time.sleep(1)
np[0] = (0, 0, 0)
np[1] = (0, 0, 0)
np[2] = (0, 0, 0)
print("color 2")
time.sleep(1)

运行效果