PYNQ对树莓派接口的操作案例分析

本项目介绍了Sense HAT在PYNQ上的使用。Sense HAT是是为树莓派设计的集成外设板，包含了惯性传感器、湿度温度传感器、气压传感器和一个8×8LED矩阵。这些外设通过I2C总线利用不同设备地址来访问。本项目分成三个部分介绍：LED矩阵显示字符、温度气压传感器读取和惯性传感器数据读取。

快速开始
在PYNQ的Terminal中运行以下命令安装：

sudo pip3 install git + https://github.com/xupsh/pynq-sense-hat.git

安装完成后jupyter_notebooks下将会出现pynq-sense-hat文件夹，里面有三个notebook可以运行。

案例演示

1. LED矩阵显示实验

运行01_character.ipynb。

 

 

这里将包含各种库并，下载bit文件，切换到树莓派模式并配置IIC接口。注意，因为树莓派接口有8个管脚是和PMODA共用的，所以要使用树莓派接口，需要在一开始把这八个管脚切换过来（它们默认连接在PMODA，利用select_rpi()方法切换到树莓派接口，也可以利用select_pmoda()方法切换回PMODA）。Sense HAT使用的是IIC1，也就是GPIO2和GPIO3这两个引脚。LED矩阵控制器的IIC地址是0x46。

 

 

这一部分是建立一个列表，这个列表里储存了各字符的字模，也就是各字符对应的点阵。

 

 

这里将会把输入的字符串，逐字显示在屏幕上，如下图所示：

 

 

2. 温度气压传感器实验

运行02_sensor.ipynb，前面的包含库等等和显示实验的类似。

 

 

由于传感器数据是自动更新的，所以只要读取传感器对象的pressure和Temperature成员就可以得到气压和温度。

 

 

由于传感器数据是自动更新的，所以只要读取传感器对象的pressure和Temperature成员就可以得到气压和温度。

3. 惯性传感器实验

运行03_imu.ipynb，初始化过程和前两个实验一致。

 

 

这里定义了level_meter函数，这个函数将把惯性传感器测到的一对正交加速度（在Sense HAT没有水平运动的时候，从这对正交加速度可以得到重力加速度方向）转换成LED矩阵中光块的位置并显示。

 

 

这一段代码演示了如何读取IMU的数据，Sense HAT使用的LSM9DS1是一个复合传感器，内置加速度计、磁力计和陀螺仪。

 

 

这一段代码就是不断循环读取IMU数据并且显示在LED矩阵上，可以按下BTN0来退出。

 

 

这是水平放置在桌面的状态，可以看到光块在正中央。

 

 

这是倾斜后的状态，可以看到光块随着板卡的倾斜“滑落”了下来。

总结

通过上述案例演示，我们可以看到PYNQ对树莓派接口的操作非常简单，可以在这之上利用树莓派庞大的外设库开发出很多有趣的项目。

编辑：hfy