文章目录
- 前言
- MicroPython在线仿真
- GPIO的工作模式
- 一、有哪些工作模式？
- 1.1 GPIO的详细介绍
- 1.2 GPIO的内部框图
- 输入模式
- 输出部分
- 一、machine.Pin类
- 1.1 machine.Pin 类的构造对象
- 1.2 machine.Pin 类的方法
- init方法
- value方法
- 设置高低电平方法
- 二、延时函数
- 三、流水灯
- 总结
前言
MicroPython是一种精简版的Python 3编程语言，专为微控制器和嵌入式系统设计。它提供了一个简洁而强大的工具集，使得开发者可以轻松地在微控制器上编写Python代码，实现各种功能。本教程将介绍如何使用MicroPython点亮第一个LED，并实现一个简单的流水灯效果，帮助初学者快速入门MicroPython的基础知识。
MicroPython在线仿真
Micropython在线仿真
GPIO的工作模式
GPIO是"General Purpose Input/Output"（通用输入/输出）的缩写。它是现代微控制器（MCU）或嵌入式系统中的一种重要接口，用于连接外部设备和传感器。每个GPIO引脚可以被配置为输入或输出，并且可以通过软件控制其电平状态。
GPIO就是我们开发板上的针脚
以下内容引用自我的博客GPIO
一、有哪些工作模式？
1.1 GPIO的详细介绍
GPIO是General-purpose and alternate-function I/Os的缩写
他的含义是：通用和复用的引脚
GPIO是分组的，每一组有很多引脚
比如说PA0、PA1…PA15，一组GPIO有16个引脚
组数是由芯片决定的，具体的组数可以看对应的芯片的原理图
1.2 GPIO的内部框图
我们可以在芯片手册中找到GPIO的对应框图，他说对于某一个引脚的：
他可以分为两部分，上部分就是输入，下部分就是输出
输入模式
输入模式的框图如下：
要理解他，我们可以看下面的图：
我们通过配置pin1让他为输入，然后我们读某个寄存器就可以得到他的状态。
当k1按下，接到电源，那么pin肯定状态是1高电平，如果没有按下，相当于这个引脚是悬空状态
那么你读这个值，你知道他是什么状态吗，可能读出来是1，可以是0
再比如，我们配置pin2让他为输入，和上面一样，我们也去读，按下时为0，那么没有按下是什么状态呢，就和上面的是一样的了
那么我们怎么解决他这个问题呢
对于pin1我们可以加一个下拉电阻
那么他按下时就就会是高电平，没按就是低电平
同样的对于pin2，就需要加上拉电阻了
那么他按下时就就会是低电平，没按就是高电平
所以上下拉电阻是需要看实际的情况来选择的。
这些电阻集成到了芯片，我们可以直接设置他，是上拉还是下拉，我们就不用每一个都搞一个电阻了
回到框图：
其中，里面的VDD为上拉电阻
Vss为下拉电阻，他在芯片中已经设计好的了
还有一种输入就是 Analog Input，模拟输入，那么模拟输入的话，他需要得到具体的电压值，所以我们不能设置上下拉电阻，完全由外部电路控制，要不然模拟输入和直接输入没两样了
那么输入就是这几部分：上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入
在最后我们通过读取输入寄存器：Input data register，得到1/0
如果说他有毛刺怎么办：他会在某一个范围电压内为1，某一个电压范围为0
输出部分
他这个GPIO可以接到一个灯，或者其他的芯片
如果是点灯，那么电压肯定是越高越好
如果是关灯，电压肯定是越低越好
当输出1时，I/O pin连接到P-MOS的VDD，然后就能点灯了
如果输出0，P-MOS断开，连接地，所以就关灯
推挽输出：当你要高电平，就推到VDD，如果要低电平，就推到VSS这样就是推挽输出，可以输出高低电平
开漏输出：
在开漏输出中，有两种状态：开和关。当开漏输出为开启状态时，它会将电路连接到地（或负极），使得电路的输出变为低电平。而当开漏输出为关闭状态时，它不会连接到任何地方，使得电路的输出由外部设备或其他电路来控制。
开漏输出一般是用来解决两个芯片通信的问题的
不至于把两个芯片搞坏
一、machine.Pin类
1.1 machine.Pin 类的构造对象
在MicroPython中，machine.Pin类用于与硬件引脚进行交互，包括读取和设置引脚状态。下面是关于machine.Pin类的构造和参数的介绍：
构造对象的方式：
pin_object = machine.Pin(pin_number, mode, pull, value)
参数说明：
pin_number（必需）： 这是一个整数，代表硬件引脚的编号。这个参数指定了我们要控制的具体引脚。
mode（可选，默认为machine.Pin.OUT）： 这是一个整数，表示引脚的模式。可以是以下几个常量之一：
machine.Pin.IN：输入模式。
machine.Pin.OUT：输出模式。
machine.Pin.OPEN_DRAIN：开漏输出模式。
pull（可选，默认为None）： 这是一个整数，表示引脚的上下拉设置。可以是以下几个常量之一：
machine.Pin.PULL_UP：上拉。
machine.Pin.PULL_DOWN：下拉。
None：无上下拉。
value（可选，默认为None）： 这是一个整数，表示引脚的初始值。对于输出模式，可以是以下几个常量之一：
machine.Pin.LOW：低电平。
machine.Pin.HIGH：高电平。 对于输入模式，这个参数通常被忽略。
示例：
import machine# 构造一个引脚对象，设置为输出模式，无上下拉，初始值为低电平
led_pin = machine.Pin(26, mode=machine.Pin.OUT, pull=None, value=1)
在这个示例中，我们创建了一个machine.Pin对象，代表硬件引脚编号为26的引脚。该引脚被配置为输出模式，无上下拉，初始电平为低电平。这样，我们就可以通过led_pin.value(1)将引脚电平设置为高，从而点亮与该引脚连接的LED。
1.2 machine.Pin 类的方法
init方法
我们可以使用init方法重新初始化引脚：
led.init(mode=-1, pull=-1,value=None)
value方法
我们可以使用value方法设置/获取引脚高低电平
led.value([x])
当无参数时，放回当前的高低电平
如果写了x，则设置高低电平
设置高低电平方法
设置引脚高电平：
led.on()
设置引脚低电平：
led.off()
二、延时函数
在 MicroPython 中，系统延时需要用到 time/utime 模块。该模块下有三个 sleep 方法：
time.sleep(seconds)：秒级的延时
time.sleep_ms(ms)：毫秒的延时
time.sleep_us(us)：微秒的延时
我们有延时函数就可以实现灯的闪烁了：
import machine
import time# 构造一个引脚对象，设置为输出模式，无上下拉，初始值为低电平
led_pin = machine.Pin(26, mode=machine.Pin.OUT, pull=None, value=1)while True:led_pin.off()time.sleep_ms(500)led_pin.on()time.sleep_ms(500)
三、流水灯
import machine
import time# 定义LED连接的引脚
led_pins = [2, 3, 4, 5]# 初始化引脚对象
led_objects = [machine.Pin(pin, machine.Pin.OUT) for pin in led_pins]# 流水灯效果
while True:for led in led_objects:led.value(1) # 点亮LEDtime.sleep(0.1) # 延时led.value(0) # 关闭LED
总结
通过本教程，我们学习了如何在MicroPython环境下控制LED。首先，我们了解了如何连接开发板和LED。然后，我们使用MicroPython的GPIO模块初始化GPIO引脚，并将其配置为输出模式。接着，我们通过设置GPIO引脚的电平来点亮LED。最后，我们利用循环结构和延时函数实现了一个简单的流水灯效果。通过这个简单的例子，我们初步掌握了MicroPython的基本语法和GPIO控制方法，为进一步学习和应用MicroPython打下了坚实的基础。
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