使用MCP3008模数转换器将Pi2连接到三个模拟组件

描述

在这个项目中，我们将在 Raspberry Pi 2 组件上使用适用于 Windows 10 IoT Core 的 Adafruit Starter Pack来制作说话光传感器。这将展示如何使用 MCP3008 模数转换器 (ADC) 芯片将 Pi2 连接到三个模拟组件。两个可变电阻器（电位器）和一个 CdS 光电管。

硬件设置

按照下面的 Fritzing 图将 Raspberry Pi2 连接到面包板和其他组件。  

注意：设置电路时，请确保 MCP3008 芯片的方向正确。该芯片有一个半月形标记，一侧有一个点。其方向应如下图所示。

选修的

如果您有一对带 1/8" 插孔的耳机或一组带 1/8" 插孔的有源扬声器，您可以将它们连接到 Pi2 音频输出插孔以听到语音系统的提示。

代码

主页.cs

您可以从https://github.com/ms-iot/adafruitsample下载代码启动项目  ，我们将引导您完成添加与 Web 服务对话并在地图上获取您的 pin 所需的代码。什么地图？

打开“Lesson_204\StartSolution\Lesson_204.sln ” 并打开 mainpage.xaml.cs 文件。 

我们已经填写了一些方法作为您在此解决方案中的起点。如果你想跳到前面，你可以在以下位置找到所有代码已完成的解决方案：“Lesson_204\FullSolution\Lesson_204.sln”

 

在 MainPage 类的顶部添加以下行。

 
          ReferenceVoltage =  ;

        
          LowPotentiometerADCChannel =  ;
          HighPotentiometerADCChannel =  ;
         CDSADCChannel =  ;

        
          JustRightLightString =  ;
          LowLightString =  ;
          HighLightString =  ;

        
         eState { unknown, JustRight, TooBright, TooDark};
        eState CurrentState = eState.unknown;

        
        MCP3008 mcp3008 =  MCP3008(ReferenceVoltage);

        
         SpeechSynthesizer 合成器；

        
        定时器定时器；

 

现在将这些行添加到 MainPage 构造函数以设置 Windows 语音合成器和 ADC 芯片。

// 创建一个的SpeechSynthesizer供以后使用。
 合成器=语音合成器（）；

 // 初始化ADC芯片以供使用
 mcp3008.初始化（）；

 

现在将这些行添加到 OnNavigatedTo 方法。这将设置一个计时器回调，它将在不同的线程上每秒调用一次我们的代码。

如果您不想在地图上添加图钉，请删除MakePinWebAPICall();  

 override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs navArgs)
        {
            Debug.WriteLine(  );

            MakePinWebAPICall();
            // 我们将每秒
            timer =  Timer(timerCallback, this, 0, 1000);
        }

 

现在我们调用了计时器回调，让我们填写它。

 异步 timerCallback（对象状态）
        {
            调试。 (  );
            （mcp3008 == ）
            {
                调试。 (  );
                ；
            }

            
            eState newState = eState.JustRight;

            
             lowPotReadVal = mcp3008.ReadADC(LowPotentiometerADCChannel);
             highPotReadVal = mcp3008.ReadADC(HighPotentiometerADCChannel);
             cdsReadVal = mcp3008.ReadADC(CDSADCChannel);

            
             lowPotVoltage = mcp3008.ADCToVoltage(lowPotReadVal);
             highPotVoltage = mcp3008.ADCToVoltage(highPotReadVal);
            cdsVoltage = mcp3008.ADCToVoltage(cdsReadVal);

            
            调试。 (String.Format(  ,
                 lowPotReadVal, highPotReadVal, cdsReadVal));
            调试。 (String.Format(  ,
                 lowPotVoltage, highPotVoltage, cdsVoltage));

            
             (cdsVoltage < lowPotVoltage)
            {
                newState = eState.TooDark;
            }

            
            （cdsVoltage > highPotVoltage）
            {
                newState = eState.TooBright;
            }

            
            等待 CheckForStateChange(newState)；
        }

 

我们已经为您填写了大部分 CheckForStateChange 代码，但您想要添加对 TextToSpeech 帮助程序方法的调用。

等待；

 

现在是语音 API 的有趣部分，让它说话！修改 TextToSpeech 方法并添加这些行。

异步 
 {
     SpeechSynthesisStream 合成流；

     
     
     synthesisStream = 等待合成器。 ;

     
     media.AutoPlay =  ;
     媒体。 ;
     媒体。 ;
}

 

MCP3008.cs

这是将包装 ADC 功能的类。

首先，我们将在构建新对象时存储参考电压值。

公共 
{
    调试。 ;

    
    参考电压 = 参考电压；
}

 

然后我们将填写 Initialize 方法以设置与 SPI 总线控制器的通信。

{
    
     settings =  SpiConnectionSettings(SPI_CHIP_SELECT_LINE);
    
    设置下的额定速度。ClockFrequency =  ;                              
    settings.Mode = SpiMode.Mode0;

    

    
    aqs = SpiDevice.GetDeviceSelector();

    
     dis =  DeviceInformation.FindAllAsync(aqs);

     
    mcp3008 =  SpiDevice.FromIdAsync(dis[  ].Id, settings);     

    （mcp3008 == ）
    {
        调试.WriteLine(
            ,
            dis[  ].Id);
        ；
    }

}
（例外 e）
{
    Debug.WriteLine(  + e.Message +  + e.StackTrace);
    ;
}

 

现在我们将填写 ReadADC 方法以实际从 MCP3008 芯片读取一个值。

  ReadADC(byte whichChannel)
{
    字节命令 = whichChannel;
    命令 |= MCP3008_SingleEnded；
    命令 <<=  ;

    byte[] commandBuf = new byte[] {  , 命令,  };

    byte[] readBuf = new byte[] {  ,  ,  };

    mcp3008.TransferFullDuplex(commandBuf, readBuf);

     sample = readBuf[  ] + ((readBuf[  ] &  ) <<  );
     s2 = 样本 &  ;
    调试断言（示例== s2）；
    样品；
}

 

最后添加一个辅助方法，用于将返回的 ADC 值（以单位为单位）转换为电压。

   
  {
     ( )adc * ReferenceVoltage / ( )Max;
 }

 

校准

运行代码并将面包板放在正常照明的区域。 

查看输出窗口，了解 ADC 芯片从两个电位器和光电池读取的电压。

第一个数字是从低调整罐读取的值，第二个是高调整罐，第三个是当前在光电池上读取的值。

 ::
 值。_ _  , 。 , 。 
  

 

转动低边界电位器，观察第一个数字的值变化。调整电位器直到电压略低于第三个数字的值（至少 0.2 伏）。

现在转动高边界锅，看第二个数字的值。您希望它比第三个数字的值高一点（同样至少 0.2 伏）。

现在已经配置了一个边界区域，其中的值“恰到好处”。

手术

以这种方式设置盆，如果你用手遮住光电管，输出应该说“我需要一盏灯”，如果你连接了可选的耳机/扬声器，你应该听到 Pi2 语音。

取下你的阴影会使它变成“啊，刚刚好”（和语音）。

将一盏灯照在传感器上会变成“我需要戴墨镜”（再次讲话）。

 ::timerCallback
值、、 
 。 ,  .  , 。 
 ::TextToSpeech 啊，刚刚好

 ::timerCallback
值、、 
 。 ,  .  , 。 
 ::TextToSpeech 我需要一盏灯

 ::timerCallback
值、、 
 。 ,  .  , 。 
 ::TextToSpeech 我需要戴墨镜