(LattePanda)拿铁熊猫python 简单控制led闪烁(使用python 进行硬件开发)

前言

开发环境: LattePanda(拿铁熊猫)开发板, arduino, windows10
开发语言: python3.7,

首先说一下思路,这里的控制思路是通过对mcu中烧录 Firmata协议的控制代码(同官方),然后再通过python的 pymata模块根据firmata协议对mcu进行信息发送达成mpc与mcu的信息交互, 从而达到控制 gpio 13口, 由于13口的状态对应着下图开发板上亮着的那个蓝色的指示灯,所以我们对13口进行上拉下拉操作可以使得其进行闪烁.

资料索引

更详细,原理说明,参考这篇博文,和以下资料
传送门
firmata协议测试客户端: 传送门
firmata的github官方说明
firmata对应arduino使用源码
python的firmata模块调用firmata源码

参考链接1
参考链接2
参考链接3

LattePanda.Firmata是 LattePanda 提供的开源 Firmata 库，适用于在 Visual Studio 中开发的 Windows 应用程序。此类允许您从 Windows 应用程序控制 Arduino GPIO，其功能包括：

读取和写入数字引脚
读取模拟输入
控制伺服电机
通过 I2C 总线向设备发送数据和从设备接收数据传送门

管脚说明

区域 U1 中的引脚分配给 X-Z8300 内核。

U2 区的引脚分配给 ATmega32u4 内核。区域 U2 中的 20 个数字引脚（A0 - A5、D0 - D13）中的每一个都可以用作输入或输出，每个引脚的工作电压为 5 伏。每个引脚可以输出或接收 40 mA 电流，并且每个引脚都有一个 20-50k 欧姆的内部上拉电阻（默认断开）。注意：任何 I/O 引脚上的电流超过 40mA 可能会对 ATmega32u4 造成永久性损坏。
一些引脚具有专门的功能：

模拟输入： A0 - A5、A6 - A11（在 D4、D6、D8、D9、D10 和 D12 上）。LattePanda 有 12 个模拟输入，标记为 A0 到 A11，所有这些都可以用作数字 I/O（输入/输出）。每个引脚具有 10 位分辨率（即 1024 个不同的值）。默认情况下，它们的电压从地面测量到 5 伏。
串行： D0 (RX) 和 D1 (TX)。用于接收（RX）和发送（TX）TTL串行数据。
外部中断： D3（中断0）、D2（中断1）、D0（中断2）、D1（中断3）和D7（中断4）。这些引脚可配置为在测量低值、上升沿或下降沿或值变化时触发中断。
PWM： D3、D5、D6、D9、D10 和 D13 提供 8 位 PWM 输出。
SPI： D16 (MOSI)、D14 (味噌)、D15 (SCK)。
LED： D13 有一个由数字引脚 13 驱动的内置 LED。
TWI： D2(SDA)、D3(SCL)。板上的其他引脚：
复位：使LOW 线复位微控制器。通常用于向屏蔽添加重置按钮，该按钮可以阻止 SBC 上的功能。

拿铁熊猫上ide推荐
由于 pycharm之类的安装到拿铁熊猫上太大了,这里使用的 thonny
并配置anaconda 环境如下图

正文

1.根据自己的拿铁熊猫版本

选择物理编程,安步骤配置环境

我这里的是 lattePanda V1.0
注意按照物理编程的说明,记得让windows处于开发者模式,然后根据手册所说将代码通过 arduino 上传进 mcu 中

2.在拿铁熊猫的python环境中,安装fyFirmata 以及 PyMata 库

传送门
其实就在python环境下pip install 安装就行了(使用anaconda的同学,记得对于自己创建的环境使用, conda activate 你创建的环境名称在cmd中进行切换),总之你要保证thonny的python解释器和你配置的python环境一致.

3.最后配置好Thonny的python解释器环境,然后使用以下代码验证

**(代码来自参考链接里面)

#!/usr/bin/env python3
import time
import sys
import signalfrom PyMata.pymata import PyMata# Digital pin 13 is connected to an LED. If you are running this script with
# an Arduino UNO no LED is needed (Pin 13 is connected to an internal LED).
BOARD_LED = 13# Create a PyMata instance
board = PyMata("COM5", verbose=True)def signal_handler(sig, frame):print('You pressed Ctrl+C')if board is not None:board.reset()sys.exit(0)signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)# Set digital pin 13 to be an output port
board.set_pin_mode(BOARD_LED, board.OUTPUT, board.DIGITAL)time.sleep(2)
print("Blinking LED on pin 13 for 10 times ...")# Blink for 10 times
for x in range(10):print(x + 1)# Set the output to 1 = Highboard.digital_write(BOARD_LED, 1)# Wait a half second between toggles.time.sleep(.5)# Set the output to 0 = Lowboard.digital_write(BOARD_LED, 0)time.sleep(.5)# Close PyMata when we are done
board.close()

读数据例子

#!/usr/bin/env python3
import time
import sys
import signalfrom PyMata.pymata import PyMata# Digital pin 13 is connected to an LED. If you are running this script with
# an Arduino UNO no LED is needed (Pin 13 is connected to an internal LED).
BOARD_LED0 = 0
BOARD_LED1 = 1
# Create a PyMata instance
board = PyMata("COM3", verbose=True)def signal_handler(sig, frame):print('You pressed Ctrl+C')if board is not None:board.reset()sys.exit(0)signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)# board.set_pin_mode(BOARD_LED0, board.OUTPUT, board.DIGITAL)
board.set_pin_mode(BOARD_LED0, board.INPUT, board.DIGITAL)
board.set_pin_mode(BOARD_LED1, board.INPUT, board.DIGITAL)time.sleep(2)
i = 0
limit_num = input("输入脉冲数: ")
limit_num = eval(limit_num)
a1 = 0
while True:a = board.digital_read(BOARD_LED0)b = board.digital_read(BOARD_LED1)print("零号:" + str(a))print("一号:" + str(b))if a>b:print("正向")else:print("反向")if a != a1:a1 = ai = i + 1if i <= limit_num:i = 0limit_num = input("输入脉冲数: ")limit_num = eval(limit_num)# Close PyMata when we are done
board.close()

然后不出错的话就可以看到.拿铁熊猫上面的灯按照0.5s闪烁10次了
如下图