差别

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--- mp_temp_gauge [2022/02/26 17:52]
gongyusu [1. 模数转换器]
+++ mp_temp_gauge [2022/02/26 21:29] (当前版本)
gongyusu [5. 用PWM使LED衰减]
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 ### 2.读取电位器
-连接到Pico模数转换器的每个引脚也可以用作简单的数字输入或输出；要将其用作模拟输入，您需要一个模拟信号——您可以使用电位计轻松制作一个。
+连接到Pico模数转换器的每个引脚既可以用作简单的数字输入、输出，也可以将其用作模拟输入，这时候我们需要一个模拟信号，比较简单的方式就是用[[potentiometer|电位器/电位计]]制作一个。
-有多种类型的电位器可供使用：有些，例如您在第7章中使用的HC-SR501被动红外传感器上的电位器，设计为可以用螺丝刀调节；其他的通常用于音量控制和其他输入，有旋钮或滑块。 最常见的类型有一个小的，通常是塑料的，从顶部或前面伸出的旋钮：这被称为旋转电位器。
+可以使用的电位计有多种，例如我们在第7章中使用的HC-SR501被动红外传感器上的电位器，它被设计为可以用螺丝刀调节；其它的通常用于音量控制和其它输入可以用旋钮或滑块来调节。
+最常见的类型有一个小的、通常是塑料的，从顶部或前面伸出的旋钮来调节，这种电位计被称为旋转电位计。
+{{ :potentiometer.jpg |}}<WRAP centeralign> 可调电位计 </WRAP>
 打开Thonny并开始一个新程序：
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 </code>
-与数字通用输入/输出 (GPIO) 引脚一样，模拟输入引脚由machine库处理——就像数字引脚一样，在使用之前需要设置它们。 继续你的程序：
+与数字通用输入/输出 ([[GPIO]]) 引脚一样，模拟输入引脚由machine库处理, 就像数字引脚一样，在使用之前需要设置它们。 继续我们的程序：
 <code python>
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 </code>
-这将引脚 GP26_ADC0 配置为模数转换器上的第一个通道ADC0。
+这将引脚GP26_ADC0配置为模数转换器上的第一个通道ADC0。
 要从引脚读取，请设置一个循环：
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 </code>
-在这个循环中，读取引脚的值并将其打印在一行上：这是将值读入变量然后打印变量的更紧凑的替代方法，但仅当您不想这样做时才有效,除了打印之外的任何阅读 - 这正是该程序目前所需要的。
+在这个循环中，读取引脚的值并将其打印在一行上。
-读取模拟输入几乎与读取数字输入相同，除了一件事：读取数字输入时使用read()，但使用read_u16()读取该模拟输入。最后一部分u16只是警告您，您将收到一个16位无符号整数，即0到 65,535之间的整数，而不是二进制0 或1结果。
+读取模拟输入几乎与读取数字输入相同，除了一件事：读取数字输入时使用read()，但使用read_u16()读取该模拟输入。最后一部分u16只是告诉我们将收到一个16位无符号的整数，即0到65,535之间的整数，而不是二进制0或1结果。
-单击运行图标并将您的程序保存为Potentiometer.py。观看Shell：您会看到您的程序打印出大量数字，可能超过60,000。尝试将电位计一直朝一个方向旋转：根据您转动旋钮的方向和您在电路中使用的外腿，数字会上升或下降。反过来：该值将向相反的方向变化。但是，无论您朝哪个方向转动，它都不会接近0。那是因为只有两条腿连接，电位计充当称为可变电阻器或变阻器的组件。压敏电阻是一个可以改变值的电阻器——在10kΩ电位计的情况下，介于0Ω和10,000Ω之间。电阻越高，来自3V3引脚的电压到达您的模拟输入端的电压就越低——因此数字会下降。电阻越低，到达您的模拟输入的电压就越大——因此数字会增加。
+单击运行图标并将我们的程序保存为Potentiometer.py。
-电位计的工作原理是在内部有一个导电条，连接到两个外部引脚，以及一个雨刷或刷子连接到内部引脚（图 8-2）。当您转动旋钮时，雨刷器会靠近条带的一端并远离另一端。雨刮器离您连接到Pico 3V3 引脚的条带末端越远，电阻越高；离得越近，阻力越小。
+观看Shell部分：我们会看到程序打印出大量数字，可能超过60,000。尝试将电位计一直朝一个方向旋转：根据我们转动旋钮的方向和我们在电路中使用的外部引脚，数字会上升或下降；反过来：该值将向相反的方向变化。但是，无论我们朝哪个方向转动，它都不会接近0。这是因为只有两条腿连接，电位计充当称为可变电阻器或变阻器的器件。
-压敏电阻是非常有用的组件，但有一个缺点：您会注意到，无论您将旋钮向任一方向旋转多远，您都无法获得0值——或接近它的任何值。这是因为10kΩ电阻器的强度不足以将3V3引脚的输出降至0V。您可以寻找具有更高最大电阻的更大电位器，或者您可以简单地将现有电位器连接起来作为分压器。
+压敏电阻是一个可以改变值的电阻器， 在10kΩ电位计的情况下，介于0Ω和10,000Ω之间。电阻越高，来自3V3引脚的电压到达我们的模拟输入端的电压就越低——因此数字会下降。电阻越低，到达我们的模拟输入的电压就越大，因此数字会增加。
+电位计的工作原理是在内部有一个导电条，连接到两个外部引脚，以及一个雨刷或刷子连接到内部引脚。当我们转动旋钮时，雨刷器会靠近条带的一端而远离另一端。雨刮器离我们连接到Pico 3V3引脚的条带末端越远，电阻越高；离得越近，电阻越小。
+{{ :potentiometerinternal.jpg |}}<WRAP centeralign> 电位计内部的结构</WRAP>
+压敏电阻是非常有用的器件，但有一个缺点：无论我们将旋钮向任一方向旋转多远，都无法获得0值， 或接近它的任何值。这是因为10kΩ电阻器的强度不足以将3V3引脚的输出降至0V。我们可以寻找具有更高最大电阻的更大电位器，或者可以简单地将现有电位器连接起来作为分压器。
 ### 3. 作为分压器的电位器
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 单击运行图标并将您的程序保存为Temperature.py。 观察外壳区域：您会看到打印的数字代表传感器报告的温度（以摄氏度为单位）。
 <WRAP center round tip 60%>
-**热和 RP2040**
+**发热和RP2040**
-如果你有一个传统的温度计，你可能会看到你的Pico报告的数字要高一点：那是因为温度传感器位于 Pico的RP2040芯片内部，它正在忙于运行你的程序。 当微控制器通电时，它会自行产生热量——而这些热量足以扭曲结果。 对于这样一个简单的程序，偏斜可能不会太高； 如果您的程序进行了大量复杂的计算，则偏斜可能会更高。
+如果你有一个传统的[[temp_sensor|温度计]]，你可能会看到你的Pico测量到的数字要高一点，那是因为我们用到的温度传感器是嵌在Pico的处理器[[RP2040]]内部的，它正在忙于运行我们给它编写好的程序。 当微控制器通电运行程序时，它就会自行产生热量，而这些热量足以让测量到的结果有偏差，对于这样一个简单的程序，偏斜可能不会太高； 如果您的程序进行了大量复杂的计算，则偏斜可能会更高。
 </WRAP>
-尝试将指尖轻轻按在Pico中间最大的黑色芯片RP2040上，然后将其握在那里：手指的温暖应该会使芯片变暖，温度会升高。将手指从芯片上移开，温度会再次下降。
+尝试将指尖轻轻按在Pico中间最大的黑色芯片RP2040上，保持一段时间，手指的温暖应该会使芯片变暖，温度会升高。将手指从芯片上移开，温度会再次下降。
-恭喜 - 您已经将 Pico 变成了温度计！
+恭喜 - 我们已经将Pico变成了温度计！
 ### 5. 用PWM使LED衰减
-Pico中的模数转换器仅以一种方式工作：它将模拟信号转换为微控制器可以理解的数字信号。如果你想数字微控制器创建一个模拟输出，你通常需要一个数模转换器 (DAC)——但是有一种方法可以“伪造”模拟信号，使用一种叫做脉宽调制或PWM。
+[[rpi_pico|Pico]]中的[[adc|模数转换器]]仅以一种方式工作：它将模拟信号转换为微控制器可以理解的数字信号。如果我们想通过数字微控制器得到一个模拟量输出，我们通常需要一个[[dac|数模转换器(DAC)]]， 但一般的微控制器中没有内置的DAC，不过有一种方法可以“伪造”模拟信号，使用一种叫做[[pwm|脉宽调制或PWM]]的技术。
-微控制器的数字输出只能是0或1，打开和关闭数字输出称为脉冲，通过改变引脚打开和关闭的速度，您可以改变或调制这些输出的宽度脉冲——因此称为“脉宽调制”。
+[[mcu|微控制器]]的数字输出只能是0或1，打开和关闭数字输出称为脉冲，通过改变引脚打开和关闭的速度，我们可以改变或调制这些输出的脉冲宽度， 因此称之为“脉宽调制”。
+Pico上的每个[[GPIO]]引脚都能够进行脉宽调制，但RP2040微控制器的脉宽调制块由八个切片（slice）组成，每个切片有两个输出。看图 8-4：你会看到每个引脚都有一个字母和一个数字。数字代表连接到该引脚的PWM片；字母表示使用切片的哪个输出。
+{{ :pico_pinout.png?700 |}} <WRAP centeralign>树莓派官方Pico模块的管脚定义 </WRAP>
+{{ :rp2040_pwm.png |}}
-Pico上的每个GPIO引脚都能够进行脉宽调制，但微控制器的脉宽调制块由八个切片组成，每个切片有两个输出。看图 8-4：你会看到每个引脚都有一个字母和一个数字。数字代表连接到该引脚的PWM片；字母表示使用切片的哪个输出。
 <WRAP center round tip 60%>
 **PWM 冲突**
-如果您不小心使用了两次相同的PWM输出，您就会知道，因为每次更改一个引脚上的PWM值时，它也会影响冲突的引脚。 如果发生这种情况，请查看图8-4中的引脚排列图和您的电路，并找到您没有的PWM输出还没用。
+如果我们不小心使用了两次相同的PWM输出，每次更改一个引脚上的PWM值时，它也会影响冲突的引脚。 如果发生这种情况，请查看Pico管脚图中的引脚排列图和我们的电路，并找到我们还没有用的PWM输出。
 </WRAP>
-如果这听起来令人困惑，请不要担心：这意味着您需要确保跟踪正在使用的PWM切片和输出，确保仅连接到带有字母和数字组合的引脚” t 已经使用。 如果您在GP0针脚上使用PWM_A[0]并在针脚GP1上使用 PWM_B[0]，则一切正常，如果您在针脚GP2上添加PWM_A[1]，则将继续工作； 但是，如果您尝试在引脚GP0和引脚GP16上使用PWM通道，则会遇到问题，因为它们都连接到PWM_A[0]。
+是不是听起来很晕？不要担心：这意味着我们需要确保跟踪正在使用的PWM切片和输出，确保仅连接到带有字母和数字组合的引脚已经使用。如果我们在GP0针脚上使用PWM_A[0]并在针脚GP1上使用PWM_B[0]，则一切正常，如果我们在管脚GP2上添加PWM_A[1]，是没有问题的。但是，如果我们尝试在引脚GP0和引脚GP16上使用PWM通道，则会遇到问题，因为它们在芯片的内部都连接到PWM_A[0]。
-单击Thonny工具栏下方的选项卡，返回您的第一个程序；如果您已经关闭它，请单击“打开”图标并从您的Pico加载Potentiometer.py。 在您将电位计设置为模数输入的位置下方，键入：
+单击Thonny工具栏下方的选项卡，返回我们的第一个程序；
+如果已经关闭它，请单击“打开”图标并从我们的Pico中加载Potentiometer.py。
+将电位计设置为模数输入的位置下方，键入：
 <code python>
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 这会在引脚GP15上创建一个LED对象，但有一个区别：它激活引脚上的脉宽调制输出，通道B[7]——第八个切片的第二个输出，从零开始计数。
-您还需要设置频率，这是您可以更改以控制或调制脉冲宽度的两个值之一。 在读数下方立即添加另一行：
+我们还需要设置PWM的频率，是我们可以更改的，用以控制或调制脉冲宽度的两个值之一。 在读数下方立即添加另一行：
 <code python>
@@ 行 208: / 行 227: @@
 </code>
-这将设置频率为1000赫兹 - 每秒一千个周期。 接下来，转到程序的底部并在添加以下内容之前删除 print(voltage)和utime.sleep(2)行，记住将其缩进四个空格，使其成为循环中嵌套代码的一部分：
+这将设置频率为1000赫兹 - 每秒一千个周期。 接下来，转到程序的底部并在添加以下内容之前删除print(voltage)和utime.sleep(2)行，记住将其缩进4个空格，使其成为循环中嵌套代码的一部分：
 <code python>
@@ 行 214: / 行 233: @@
 </code>
-这条线从连接到电位计的模拟输入中获取原始读数，然后将其用作脉宽调制的第二个方面：占空比。占空比控制引脚的输出：0%的占空比使引脚在每秒1000个脉冲时关闭，并有效地关闭引脚； 100%的占空比使引脚在每秒1000个脉冲时都处于开启状态，并且在功能上等同于仅将引脚作为固定数字输出开启；占空比为50%时，引脚打开一半脉冲，关闭一半脉冲。
+这条线从连接到电位计的模拟输入中获取原始读数，然后将其用作脉宽调制的第二个参数：占空比。占空比控制引脚的输出：0%的占空比使引脚在每秒1000个脉冲时关闭，并有效地关闭引脚； 100%的占空比使引脚在每秒1000个脉冲时都处于开启状态，并且在功能上等同于仅将引脚作为固定数字输出开启；占空比为50%时，引脚打开一半脉冲，关闭一半脉冲。
-为了能够正确控制LED的亮度，您需要将模拟输入的值映射到PWM片可以理解的范围。执行此操作的最佳方法是告诉MicroPython您将占空比值作为无符号16位整数传递，与您从Pico的模拟输入引脚接收到的数字格式相同。这是通过使用led.duty_u16实现的。
-您完成的程序将如下所示：
+为了能够正确控制[[LED]]的亮度，我们需要将模拟输入的值映射到PWM片可以理解的范围。执行此操作的最佳方法是告诉[[MicroPython]]我们将占空比值作为无符号16位整数传递，与我们从[[rpi_pico|Pico]]的模拟输入引脚接收到的数字格式相同。这是通过使用led.duty_u16实现的。
+最后的程序将如下所示：
 <code python>
@@ 行 229: / 行 249: @@
 </code>
-单击“运行”图标并尝试将电位计一直转动到一个方向，然后再转动到另一个方向。 观察LED：这一次，除非您使用对数电位器，否则您会看到LED的亮度从电位器旋钮限制的一端完全关闭到另一端完全点亮。
+单击“运行”图标并尝试将电位计一直转动到一个方向，然后再转动到另一个方向。
-恭喜：您不仅掌握了模拟输入，而且现在可以使用脉宽调制创建等效于模拟输出的内容！
+观察LED：这一次，除非我们使用对数电位器，否则我们会看到LED的亮度从电位器旋钮限制的一端完全关闭到另一端完全点亮。
+到此，我们不仅掌握了模拟输入，而且现在可以使用脉宽调制创建等效于模拟输出的内容！
 <WRAP center round tip 60%>
@@ 行 236: / 行 259: @@
 您能否结合您的两个程序，并通过车载温度传感器的温度读数来控制LED的亮度？ 您还记得您的Pico有多少个模拟输入吗？ PWM输出呢？ 尝试在Pico中添加另一个模拟传感器——比如光敏电阻器(LDR)、气体传感器或气压计——并让你的程序读取它而不是电位计。
 </WRAP>