发表了主题帖： 【Follow me第二季第4期】任务合集-主板正反面识别，音量大小识别【z75993971】

本帖最后由 z75993971 于 2024-12-18 22:33 编辑 [localvideo]adb3ec67e1f69fa4bfcbff9a93258678[/localvideo] （1）任务/项目介绍（需要包含项目简介；全部物料清单，含物料名称、实物图片；设计思路）         【物料清单】：本任务仅使用Arduino Nano RP2040 connect开发板和USB-C转MicroUSB转接线（做数据通信和供电）                                【任务介绍】：         主要任务有以下几个部分                 0.上电后绿灯闪烁，频率2Hz，持续5S钟             1.串口打印Hello DigiKey & EEWorld！             2.Blink三色LED（红灯亮->绿灯亮->蓝灯亮），每个灯亮0.2S，灭0.1S，持续循环，保持10S的时间             3.串口打印加速度和陀螺仪的值，分别6轴的信息，通过Float类型打印，打印频率10HZ，通过加速度计，判定板子正面朝上还是朝下，如果朝上，则输出正面朝上，如果朝下，则输出正面朝下             4.根据MIC输入的响度，控制蓝色led灯的亮度          【设计思路】：             1.上电后，初始化LED为输出，并控制LED以2Hz频率闪灯：亮250ms，灭250ms             2.控制三色灯，RGB分别以亮200ms，灭100ms闪灯，持续10s的时间，并在输出完成后，关闭所有LED输出             3.读取IMU的6轴数据，并通过陀螺仪的任意一轴判断，是否有移动（门限为30），若有移动，则判断加速度计Z轴的值，大于0则正面朝上，小于0则正面朝下，根据正反面控制LED蓝灯或者红灯亮，并在UART输出对应消息             4.初始化MIC，并读取PDM数据，每组取8个数据，并在8个数据中取出最大值，根据PDM的值，映射到0~255的范围内，来控制LED的亮度 （2）软件流程图            （3）各任务对应的主要代码片段、功能展示及图文说明（每个任务需要包含至少一张对应的实物图）     【任务一】：绿灯慢闪，串口打印Hello DigiKey & EEWorld！     【任务一代码片段】： void greenPin_blink_2hz() { digitalWrite(greenPin, HIGH); delay(250); digitalWrite(greenPin, LOW); delay(250); } /**** *Step1:串口打印Hello DigiKey & EEWorld！ ****/ void step_1() { Serial.println("Hello DigiKey & EEWorld!!!"); } /**** *Step2:三色灯闪灯10S钟，每秒钟每个灯各亮200ms ****/ void step_2() { digitalWrite(redPin, HIGH); delay(200); digitalWrite(redPin, LOW); delay(100); digitalWrite(greenPin, HIGH); delay(200); digitalWrite(greenPin, LOW); delay(100); digitalWrite(bluePin, HIGH); delay(200); digitalWrite(bluePin, LOW); delay(200); }     【任务一图文说明】：任务一比较简单，通过控制LED输出高低电平来驱动红绿蓝三色灯，并通过UART打印     【任务一实物图片】：                         【任务二】：Blink三色LED（红灯亮->绿灯亮->蓝灯亮->全亮->全灭），每个灯亮0.2S，持续循环，保持10S的时间     【任务二代码片段】： //step_2:三色灯闪灯10S钟 unsigned long startTime = millis(); Serial.println("step_2 start"); while((millis()-startTime) < 10*1000) { step_2(); } Serial.println("step_2 end "); void step_2() { digitalWrite(redPin, HIGH); delay(200); digitalWrite(redPin, LOW); delay(100); digitalWrite(greenPin, HIGH); delay(200); digitalWrite(greenPin, LOW); delay(100); digitalWrite(bluePin, HIGH); delay(200); digitalWrite(bluePin, LOW); delay(200); }     【任务二图文说明】：在主循环中，判定当前时间是否超过10S，如果没有超过，则循环调用step_2();函数进行闪灯     【任务二实物图片】：     [localvideo]2a38b21bbe970e78a909b31a896908e3[/localvideo]       【任务三】：串口打印加速度和陀螺仪的值，分别6轴的信息，通过Float类型打印，打印频率10HZ，通过加速度计，判定板子正面朝上还是朝下，如果朝上，则输出正面朝上，如果朝下，则输出正面朝下     【任务三代码片段】： //step3:调用IMU数据 Serial.println("step_3 start"); Serial.print("Accelerometer sample rate = "); Serial.print(IMU.accelerationSampleRate()); Serial.println(" Hz"); Serial.println(); Serial.println("Acceleration in g's"); Serial.println("X\tY\tZ"); Serial.print("Gyroscope sample rate = "); Serial.print(IMU.gyroscopeSampleRate()); Serial.println(" Hz"); Serial.println(); Serial.println("Gyroscope in degrees/second"); Serial.println("X\tY\tZ"); //注意有溢出风险 startTime = millis(); while((millis()-startTime) < 10*1000) { step_3(); } Serial.println("step_3 end"); void step_3() { float x, y, z; float a, b, c; if (IMU.accelerationAvailable()) { IMU.readAcceleration(x, y, z); Serial.print(x); Serial.print('\t'); Serial.print(y); Serial.print('\t'); Serial.print(z); Serial.print('\t'); } if (IMU.gyroscopeAvailable()) { IMU.readGyroscope(a, b, c); Serial.print(a); Serial.print('\t'); Serial.print(b); Serial.print('\t'); Serial.print(c); Serial.println("\t"); } //如果检测到有移动，则判定板子是否正面朝上 if(abs(a)>GYROSCOPE_THRESHOLD || abs(b)>GYROSCOPE_THRESHOLD ||abs(c)>GYROSCOPE_THRESHOLD ) { Serial.print("\n检测到移动\n"); if(z>0) { digitalWrite(greenPin, HIGH); Serial.print("\n正面朝上\n"); } else { digitalWrite(redPin, HIGH); Serial.print("\n反面朝上\n"); } } delay(100); disable_all_leds(); }     【任务三图文说明】：该任务仍然在主循环中完成，首先获取任务开始时间，在step_3函数中获取陀螺仪和加速度值，并根据加速度值是否有明显的变化（门限大于3），只要在任何一个轴上陀螺有大于门限的变化则根据Gsensor的值来判定板子朝向，如果正面朝上则亮绿灯，朝下则亮红灯，如果陀螺     【任务三实物图片】： [localvideo]354a4ddeed7cbda340fb599c769e58ff[/localvideo]       【任务四】：根据MIC输入的响度，控制蓝色led灯的亮度     【任务四代码片段】： //step4，根据PDM数据来控制蓝灯亮度 startTime = millis(); Serial.println("step_4 start"); while((millis()-startTime) < 10*1000) { step_4(); } Serial.println("step_4 end"); // 映射PDM数据到LED亮度 unsigned char mapPDMToLED(short pdmValue) { unsigned char ledBrightness = 0; if(pdmValue <= 50) { ledBrightness = 1; } else if(pdmValue<1000) { //0~50 ledBrightness = pdmValue/20; } else if(pdmValue<2500) { //51~150 ledBrightness = 50; ledBrightness += (pdmValue - 1000)/100; } else if(pdmValue<4000) { //161~200 ledBrightness = 160; ledBrightness += (pdmValue - 2500)/50; } else if(pdmValue<6000) { //200~240 ledBrightness = 200; ledBrightness += (pdmValue - 4000)/40; } else { ledBrightness = 0xFF; } return ledBrightness; } /**** *Step4:根据PDM数据来设定蓝灯亮度 ****/ short maxVolume = 0; void step_4() { unsigned char ledBrightness = 0x00; if(samplesRead) { Serial.print("samplesRead is: \t"); Serial.println(samplesRead); } else { return; } maxVolume = 0; for (unsigned int i = 0; i < samplesRead; i++) { Serial.print(sampleBuffer[i]); Serial.print("\t"); if(sampleBuffer[i] < 0) { sampleBuffer[i] = abs(sampleBuffer[i]); } if(sampleBuffer[i] > maxVolume) { maxVolume = sampleBuffer[i] ; } } Serial.print("\n"); Serial.print("maxVolume is: \t"); Serial.println(maxVolume); ledBrightness = mapPDMToLED(maxVolume); //int brightness = map(maxVolume, 0, 8096, 0, 255); // 将PDM值映射到PWM范围 Serial.print("ledBrightness is: \t"); Serial.println(255-ledBrightness); analogWrite(bluePin,255-ledBrightness); delay(10); // clear the read count samplesRead = 0; }     【任务四图文说明】：本任务主要难点在于通过模拟输出来控制LED的亮度，会存在两个问题：A.模拟亮越高，LED亮度越低，这个如果没注意的话，会出现音量低时LED亮度高，音量高了反而LED亮度变低了，这个需要注意；B.音亮和LED的亮度变化，不能完全做线性映射，要分段进行线性映射，大致是下面个意思（也就是mapPDMToLED(maxVolume)函数的功能），类似于做了个分段线性拟合，这样做出来的效果，才会相对比较明显       【任务四实物图片】： [localvideo]8209107ea4bdcc5067f65adf489cb083[/localvideo]   【可编译下载的代码】：https://download.eeworld.com.cn/detail/z75993971/635249   （4）对本活动的心得体会（包括意见或建议） 活动非常好，深刻的了解了Arduino的开发环境和应用方法，同时对IMU有了更具象的认识，在MIC输入方面，对PDM数据有了初步的认识，但是相关资料还是不太全面，想了解具体的增益配置（如何配，影响是什么），读到的PDM值其负值的含义是什么，还需要继续研究 另外，遇到了很多次程序下载完成后，运行正常，但是重新插拔后下电前的应用没有正常运行，按复位键复位后也不行，但是在多次插拔后又正常了，暂时没有找到原因，准备用JLINK连上调试一把，看下具体原因是什么                    

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