《DNK210使用指南 -CanMV版 V1.0》第十二章 跑馬燈實驗

正点原子發表於2024-07-12

第十二章 跑馬燈實驗

1）實驗平臺：正點原子DNK210開發板

2）章節摘自【正點原子】DNK210使用指南 - CanMV版 V1.0

3）購買連結:https://detail.tmall.com/item.htm?&id=782801398750

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6）正點原子K210技術交流企鵝群:605557868

本章實驗將介紹如何使用CanMV讓Kendryte K210控制板載的雙色LED閃爍，以實現跑馬燈的效果。透過本章的學習，讀者將學習到在CanMV下控制Kendryte K210的GPIO輸出高低電平。
本章分為如下幾個小節：
12.1 maix.GPIO模組介紹
12.2 硬體設計
12.3 程式設計
12.4 執行驗證

12.1 maix.GPIO模組介紹
Kendryte K210上有兩種GPIO（General-purpose input/output，通用輸入/輸出），分別為GPIOHS（高速GPIO）和GPIO（通用GPIO）。
GPIOHS一共有32個，其特點如下所示：

  1. 可配置輸入輸出訊號
  2. 每個IO具有獨立的中斷源
  3. 中斷支援邊緣觸發和電平觸發
  4. 每個IO可以分配到FPIOA上48個管腳之一
  5. 可配置上下拉，或者高阻
    GPIO一共有8個，其特點如下所示：
  6. 可配置輸入輸出訊號
  7. 8個IO使用一箇中斷源
  8. 可配置觸發IO總中斷，邊沿觸發和電平觸發
  9. 每個IO可以分配到FPIOA上48個管腳之一
  10. 可配置上下拉，或者高阻
    在CanMV中可以使用CanMV提供的maix.GPIO模組操作Kendryte K210上的GPIOHS和GPIO。maix.GPIO模組可以配置GPIOHS和GPIO的輸入輸出模式、設定和獲取輸入輸出值、使能並配置和關閉中斷。下面介紹maix.GPIO模組的功能。
    maix.GPIO模組中提供了一些常量，這些常用可以用於模組類函式和方法的傳參，如下表所示：

    表12.1.1 maix.GPIO模組常量

maix.GPIO模組提供了GPIO建構函式，用於建立一個GPIO物件，GPIO建構函式如下所示：

class GPIO(id, mode=None, pull=None, value=None)

透過GPIO建構函式可以透過指定引數建立一個GPIO物件。
id指的是GPIO編號。
mode可以指定GPIO的輸入輸出模式。
pull可以指定GPIO的上下拉模式。
value可以設定GPIO的初始輸出電平。
GPIO建構函式的使用示例如下所示：

from maix import GPIO

gpiohs0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, mode=GPIO.OUT, pull=GPIO.PULL_NONE, value=0)

maix.GPIO模組為GPIO物件提供了init()方法，用於初始化GPIO物件的引數，init()方法如下所示：

GPIO.init(mode=None, pull=None, value=None)

init()方法用於初始化GPIO物件的輸入輸出模式、上下拉模式和初識輸出電平，當然，也可以在構造GPIO物件的時候進行初始化。
init()方法的使用示例如下所示：

from maix import GPIO

gpiohs0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0)
gpiohs0.init(mode=GPIO.OUT, pull=GPIO.PULL_NONE, value=0)

maix.GPIO模組為GPIO物件提供了value()方法，value()方法如下所示：

GPIO.value([value])

value為可選引數，當value引數不為空時，value()方法將設定GPIO物件輸出value指定的電平，當value引數為空時，value()方法將獲取並返回GPIO物件的電平狀態。
value()方法的使用示例如下所示：

from maix import GPIO

gpiohs0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, mode=GPIO.OUT, pull=GPIO.PULL_NONE, value=0)
gpiohs0.value(1)
value = gpiohs0.value()

maix.GPIO為GPIO物件提供了mode()方法，mode()方法如下所示：

GPIO.mode(mode=-1)

mode()方法用於配置GPIO物件的輸入輸出模式或上下拉模式，當然，也可以在構造GPIO物件的時候進行配置。
mode()方法的使用示例如下所示：

from maix import GPIO

gpiohs0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, mode=GPIO.OUT, pull=GPIO.PULL_NONE, value=0)
gpiohs0.mode(GPIO.IN)
gpiohs0.mode(GPIO.PUll_UP)

maix.GPIO為GPIO物件提供了irq()方法，irq()方法如下所示：

GPIO.irq(handler=None, trigger=GPIO.IRQ_BOTH, wake=None, priority=7)

irq()方法用於配置GPIO物件的中斷，可以配置GPIO物件的中斷處理函式、中斷觸發方式、中斷優先等級等引數。
irq()方法的使用示例如下所示：

from maix import GPIO

def gpio_irq_handler(gpio):
    print('Hello', gpio)

gpiohs0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, GPIO.IN, GPIO.PULL_PU)
gpiohs0.irq(gpio_irq_handler, GPIO.IRQ_FALLING, GPIO.WAKEUP_NOT_SUPPORT, 7)

maix.GPIO為GPIO物件提供了disirq()方法，disirq()方法如下所示：

GPIO.disirq()
disirq()方法用於關閉GPIO物件的中斷。
disirq()方法的使用示例如下所示：
from maix import GPIO

def gpio_irq_handler(gpio):
    print('Hello', gpio)

gpiohs0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, GPIO.IN, GPIO.PULL_PU)
gpiohs0.irq(gpio_irq_handler, GPIO.IRQ_FALLING, GPIO.WAKEUP_NOT_SUPPORT, 7)
gpiohs0.disirq()

12.2 硬體設計
12.2.1 例程功能

  1. 控制板載雙色LED輪流閃爍，實現跑馬燈的效果
    12.2.2 硬體資源
  2. 雙色LED
    LEDR - IO24
    LEDB - IO25
    12.2.3 原理圖
    本章實驗內容，需要控制板載雙色LED輪流閃爍，以實現跑馬燈的效果，正點原子DNK210開發板上雙色LED的連線原理圖，如下圖所示：

    圖12.2.3.1 雙色LED連線原理圖

透過以上原理圖可以看出，雙色LED中紅色和藍色LED對應的IO編號分別為IO24和IO25，且都是當IO輸出低電平時LED亮起，當IO輸出高電平時LED熄滅。

12.3 程式設計
12.3.1 maix.GPIO模組
有關maix.GPIO模組的介紹，請見第12.1小節《maix.GPIO模組介紹》。
12.3.2 程式流程圖

圖12.3.2.1 跑馬燈實驗流程圖

12.3.3 main.py程式碼
main.py中的指令碼程式碼如下所示：

from board import board_info
from fpioa_manager import fm
from maix import GPIO
import time

# 為LED連線的IO註冊GPIO功能
fm.register(board_info.LEDR, fm.fpioa.GPIO0)
fm.register(board_info.LEDB, fm.fpioa.GPIO1)

# 構造GPIO物件
ledr = GPIO(GPIO.GPIO0, mode=GPIO.OUT, pull=GPIO.PULL_NONE, value=1)
ledb = GPIO(GPIO.GPIO1, mode=GPIO.OUT, pull=GPIO.PULL_NONE, value=1)

while True:
    # 設定LED對應的GPIO物件輸出對應的高低電平
    ledr.value(0)
    ledb.value(1)
    time.sleep_ms(200)
    ledr.value(1)
    ledb.value(0)
    time.sleep_ms(200)

可以看到，首先透過fm.register()方法為控制雙色LED的兩個IO分別分配了GPIO0和GPIO1的功能，然後透過GPIO建構函式構造了兩個GPIO物件，並均配置為輸出模式，最後在一個迴圈中輪流設定這兩個GPIO物件輸出不同的高低電平並延時一段時間，從而應該能看到板載的雙色LED輪流亮起、熄滅，實現跑馬燈的效果。

12.4 執行驗證
將DNK210開發板連線CanMV IDE，並點選CanMV IDE上的“開始(執行指令碼)”按鈕後，可以看到板載的雙色LED輪流亮起、熄滅，實現跑馬燈的效果，這與理論推斷的結果一致。

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