使用基于树莓派Pico W的web服务器控制LED

时间：2024-11-04 16:03:13

关键字：树莓派Pico W 服务器 LED

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[导读]Raspberry Pi Pico W是一款基于RP2040微控制器的低成本开发板。它具有内置的2.4 GHZ WIFI功能，提供无线连接到该板的功能。该板采用英飞凌CYW43439 WIFI+ BLE芯片，增加了板载单频段2.4 GHZ无线接口(802.11n)。因此，它使用户能够基于所有类型的AIoT解决方案构建无线控制和远程监控设备。微控制器可以使用Micropython和C/ c++编程。

Raspberry Pi Pico W是一款基于RP2040微控制器的低成本开发板。它具有内置的2.4 GHZ WIFI功能，提供无线连接到该板的功能。该板采用英飞凌CYW43439 WIFI+ BLE芯片，增加了板载单频段2.4 GHZ无线接口(802.11n)。因此，它使用户能够基于所有类型的AIoT解决方案构建无线控制和远程监控设备。微控制器可以使用Micropython和C/ c++编程。

在这个项目中，我们将使用互联网上的网页来控制连接到Pico W的led。Pico - W板和智能手机都需要连接到稳定的互联网，以便顺利工作而不会滞后。这种LED可以在世界任何地方使用智能手机或任何电脑进行控制。此外，我们将了解板树莓派及其功能，规格，并使用Arduino IDE编程。我们之前构建了许多基于web服务器的物联网项目，您可以从任何地方控制设备。

大多数情况下，我们看到Micropython是用来使用Micropython ide(如thony)对Raspberry Pi Pico W进行编程的。但是，对于大多数人来说，用Python编程并不像用Arduino IDE用C/ c++编程那么舒服。因此，我们将学习如何在Arduino IDE中配置和编程Pico W。

树莓派Pico W

Raspberry Pi Pico W板提供RP2040芯片所需的外部电路，如闪存、晶片、电源、去耦、USB接口等。RP2040微控制器在板的左右边缘提供了大部分引脚作为用户I/O引脚。然而，它的四个I/O引脚专门用于内部功能，如控制LED，管理板载SMPS电源和传感系统电压。Pico W还具有使用英飞凌CYW43439的板载2.4GHz无线接口，通过SPI连接到RP2040。该板配备了ABRACON授权的机载天线。

树莓派Pico W本身能够从宽范围的输入电压(1.8v至5.5v)中使用内部降压-升压转换器产生所需的3.3伏功率。

主要特点:

•该板共有40针(21mm×51mm) 1mm厚的PCB与0.1“通孔引脚

•有26个电压水平为3.3v的I/o引脚。

•23个GPIO是数字的，另外三个是ADC能力

•I/O电压1.8 ~ 3.3 v

•3手臂SWD(串口线调试)引脚接口

•双核cortex M0处理器，频率高达133MHz

•片上锁相环允许可变核心频率

•264kB高性能SRAM

•12位500kbps模数转换器(ADC)

•有各种I/O数字外设选项

•2个UART， 2个I2C， 2个SPI， 16个PWM通道

•1个定时器，4个闹钟，1个实时时钟

•2个可编程输入输出(PIO)模块，总共8个状态机

•灵活的，用户可编程的高速I/O

Raspberry Pi Pico W Pinout

电路板两侧共有40个引脚。引脚的主要功能解释如下。

•GP0-GP28：这些是通用输入输出引脚，可以与I/O设备连接以发送和接收数据。它们可以同时用于输入和输出功能。

•GP26-GP28：这三个引脚也可以用于连接模拟传感器或设备。

•GP0：内置led灯已连接。

•GND：该引脚用于为I/O设备提供接地连接。有几个接地引脚，以方便连接。

•RUN：该引脚启用或禁用RP2040微控制器，这意味着启动或停止Pico W.短引脚使其低复位RP2040。

•AGND：该引脚用于模拟设备接地。此接地连接用于ADC_VREF引脚。

•ADC_VREF: ADC参考电压是为模拟输入设置参考电压的输入引脚。

•3V3(OUT)：该引脚为RP2040和I/O引脚提供3.3v，由板载SMPS产生。因此，它可以为外部I/O设备供电3.3v，但最大输出电流取决于RP2040负载和VSYS引脚处的输入电压，建议不要超过约的电流限制。300 ma。

•3V3_EN：板载SMPS使能引脚。它通过一个100k Ω电阻被拉高。短路引脚使其低，使3.3v电源失效，导致RP 2040断电。

•VSYS：为系统提供输入电压的引脚，允许范围为1.8V ~ 5.5V，用于产生3.3v电压，通过板载电源转换器为RP2040和GPIO供电。

•VBUS：引脚完全连接到micro-USB的电源引脚1，如果USB供电，一般为5v。

Raspberry Pi Pico W所需组件

•树莓派Pico W

•Led灯泡(5v)

•电路试验板

树莓派Pico W接口电路图

现在让我们从连接Led与Pico W板开始。Led正极接GP2，另一端接单板接地。单板的电源由USB接口提供。

现实生活中的电路如下图所示。

用Arduino IDE编程树莓派Pico W

让我们看看如何使用Arduino IDE对树莓派Pico W板进行编程。为此，我们需要安装支持Raspberry Pi Pico w的Raspberry Pi RP2040板包。如果已经安装，请离开安装过程。

•打开Arduino IDE，进入File > Preferences。现在将给定的链接粘贴到Additional Boards Manager url中，并按Ok保存。

•打开Arduino IDE，导航到Boards Manager，搜索“Pico”。您将找到带有电路板名称的软件包，安装它。

•现在，选择板为Raspberry Pi Pico W，其余的保持原样。

•最后，复制并编译下面提供的示例代码。

•要上传代码，您必须将Pico W板连接到显示在任何COM端口的计算机。为此，同时按住Pico W上的BOOTSEL按钮，立即使用micro-USB电缆将Board连接到计算机。释放BOOTSEL按钮，如果RPI-RP2驱动器通知出现在您的计算机上。

•文件管理器，这意味着驱动器启动模式。因此，设备已准备好接受代码/固件。

•将编译后的代码上传到Pico W板，选择正确的端口。

•上传代码成功后，打开串口监视器，将波特率设置为115200。

Arduino代码说明

该程序在成功连接到Internet后从远程服务器读取数据。根据接收到的数据生成输出响应。

首先，我们需要知道如何将Pico W连接到WiFi网络，使用web数据，并构建web接口。为此，我们必须将Pico W作为客户端连接到WiFi网络。我们必须包括所有必要的库，以成功连接到网络。因此，库只包括Wifi.h。此外，我们还定义了进一步编程所需的变量和对象。

Arduino IDE中包含的WiFi库提供了通过WiFi网络连接和通信的所有必要功能。我们需要通过我们的登录凭据，包括SSID和密码来加入加密的网络。

接下来，我们定义所需的字符常量来存储我们想要连接的网络的SSID和密码。你必须传递你的网络参数。

定义字符串变量来存储来自浏览器的HTTP请求和板载LED的状态。这是必要的，因为通过使用字符串变量，我们可以在网页上显示LED状态。

定义变量来保持时间是至关重要的，因为它允许在我们的网页上超时。如果没有它，我们将永远无法断开连接，并最终耗尽连接。

然后，我们创建一个名为“server”的WiFiServer对象。我们传递HTTP端口号。80作为参数。

在Setup中，我们启动串行监视器。然后我们将板载LED引脚设置为输出和LOW，以使用命令pinmode()保持LED关闭。

然后我们使用WiFi。开始启动网络连接，我们在此命令中传递SSID和密码。

然后我们将监视WL_CONNECTED常量的连接状态。如果while条件为真，则没有连接，循环将继续运行。在等待期间，我们以半秒的延迟将周期作为进度指示器打印到串行监视器上。最后，成功连接后，IP地址将在串行监视器上打印。此外，我们还使用server.begin()命令启动我们创建的wiiserver对象。

在循环中，我们等待传入的客户端连接，并在连接建立时启动超时。如果客户端发送信息来控制LED，我们将分解HTTP请求以提取URL字符串中的值。根据该值，我们打开或关闭LED，并相应地设计屏幕上的按钮。如果需要的话,可以在HTML样式表设置中修改按钮形状或颜色。

最后，您将找到完整的代码。

树莓派Pico W工作流程

我们将执行的任务是使用基于web的界面来控制LED。

将显示一个简单的网页，具有单个切换按钮，并指示板载LED的当前状态。

按照上面已经讨论过的步骤上传代码并尝试一下。打开串行监视器，设置正确的波特率，等待，直到它显示一个IP地址。