单片机基础知识
单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是指一个微型计算机集成在一个单独的微型芯片中，它包括处理器（CPU）、内存（通常包括 RAM 和 ROM）、以及各种输入/输出（I/O）接口等在内的完整计算设备。
单片机设计用于嵌入式应用，通常在硬件设备中执行特定任务。例如，你的电视遥控器可能就是由一个单片机控制的，它可以接收你的输入，然后发送相应的信号到电视上。其他常见的单片机应用包括玩具、家用电器、医疗设备、汽车等。
与单片机通信
当我们希望通过windows计算机的 USB 接口和单片机设备进行串口通信时，需要将 USB 接口转换为标准的串行接口，这个过程需要一个介于USB和串口之间的翻译，我下面的驱动就是这个翻译。
过程中所有弹窗有下一步点下一步，有确认点确认
在编程软件中识别单片机
常用的编程软件有：Scratch、Mixly、Mixly2、MaixPy等。
有的支持图形化编程与代码编程，有的需要仅支持代码编程。
下载对应的编程软件后，打开软件。
选择主控这个环节，不同软件的选择方式不同。
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Vegeta这样基于Scratch的编程软件，需要从左下角选择添加对应的主控型号。
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Mixly从右下角，串口旁的下拉菜单选择对应的主控型号。
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Mixly2从登录菜单中主控型号后，进入代码编辑页，右上角选择串口旁可以选择更加详细的主控型号。
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MaixPy从上方的工具页面中选择开发板型号。
通过连接线连接电脑与单片机。此时可能会有多种情况：
- 会提示：有串口连接，并弹出且仅弹出1个串口。
- 识别计算机上的所有串口，需要自己选择（可以通过反复插拔确认新增的端口号）。
- 不弹出任何串口，需要主控通电启动后才识别串口。
- 也有的串口时有时无，此时可以考虑：连接线接触不良（更换连接线），或者是主控/USB电压不稳定——常见于学校机房（主控或电脑独立供电）
- 还有的默认的波特率需要调整，否则无法识别传输信号。
初始化固件
初始化固件是指将主控的固件进行初始化，使其恢复到软件对应的固件版本。
Mixly
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查看顶部软件版本是否为最新，如果不是最新版本号，请下载最新版本的Mixly。
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选择开发板型号、选择串口号
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点击初始化固件
Mixly2
- 查看代码编辑器界面右上角，是否为最新版本号。如果不是最新版本号，请下载最新版本的Mixly2。
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通过数据线连接主控与电脑。
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主控开机，选择对应的编程卡片。
至臻星火在软件中选择设备（启程+AI探索）
开源星火选择设备（Python ESP32）
- 选择对应端口后，点击左上角的
初始化固件。
Scratch
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左下角拓展中选择主控型号
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点击连接设备
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点击恢复设备初始设置
传感器基础知识
- 负极表示符号： - / G / Gnd / 黑色
- 正极表示符号：+ / V / Vcc / 红色
- 信号管脚： S 可以表示信号，根据传感器的不同，参数范围是 0-1023 或 0 1
- 模拟量信号管脚表示符号： A 参数范围在 0-1023
- 数字量信号管脚表示符号：D 参数为 0 或 1
如果标识与颜色发生冲突，一般以标识为准：例如接口上写着 V，但连接线颜色为黑，一般当作正极处理。
当单片机通电时，所有的引脚都带电，但是只有信号管脚的电压会随着传感器的变化而变化。
因此传感 器的正负极理论上可以任意连接，只需保证信号管脚连接指定的即可。
A口的功能比D口更加强大，因为A口可以接收模拟信号，而D口只能接收数字信号。因此部分传感器D接A也可以正常读数。
两管脚的传感器的连接
常见的有扬声器、电机（俗称马达）。
这类设备因为较为特殊，一般有专门的接口，或者占用 2 个信号端口，通过信号的变化来工作。
马达往往需要更大的工作电压，如果没有专门的连接口，有可能需要在板上使用跳针切换工作电压。
三管脚传感器的连接
这类传感器数量最多，往往由 GVA 或者 GVD 组成。
使用时，正负极与单片机正负极连接，信号线与板上标注的 A 或 D 进行连接。
LED灯连接示例
LED灯连接至数据量接口（D口）这里我选择的是D0口为例
G链接至D0口的黑色
V链接至D0口的红色
S链接至D0口的白色
四管脚传感器的连接
四管脚传感器分为很多类
特殊接口的，譬如：人体温度传感器、超声波传感器
正负极与信号口一般都专门对应的位置供连接。
人体温度传感器连接示例
人体温度传感器链接的不是模拟量接口（A0-A5口），也不是数据量接口（D0-D13口），而是专门的接口，如图所示：
请根据传感器阵脚上的标注正确链接
| 红色款 | 链接主控接口 |
|---|---|
| VIN | V |
| GUN | G |
| SCL | SCL |
| SDA | SDA |
双信号接口的，譬如：超声波
一般有四个接口：GVTE，其中 GV 正常连接，T 和 E 都接在信号管脚上（具体接口只要与代码中对应即可）。
同时接收 AD 的，譬如：空气质量传感器
一般有四个接口：GVAD，其中 GV 正常连接，D 表示有没有空气质量，A 表示空气质量浓度。分别接在对应的信号管脚即可。
五管脚传感器的连接
譬如：摇杆传感器
一般五个接口为：GVXYB，其中 GV 正常连接，X 表示 X 轴（是模拟量接 A）、Y 表示 Y 轴（是模拟量接 A）、B 表示按钮（是数字量接 D）
其他特殊类
其他特殊的传感器一般有特殊接口，譬如：摄像头、屏幕等。
根据说明接入即可。
摄像头的安装
这里的传感器特指狭义的通过半导体检测物理量的传感器，如温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等。这些传感器的特点是：输出信号是数字/模拟信号。
数字量传感器的输出信号是数字信号，他的特点是只 返回/发出 两种状态：高电平和低电平。对应在代码中是 1 和 0 。
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如声音传感器如果是数字量传感器，当检测到声音时输出高电平，否则输出低电平。
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如小灯，输出高电平表示亮，输出低电平表示灭。
模拟量传感器的输出信号是模拟信号，他的特点是输出的电压值是连续变化的。对应在代码中是 0-1023（通常如此，并非绝对） 。
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还是以声音传 感器为例，如果是模拟量传感器，当检测到声音时输出的电压值会随着声音的大小而变化。
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还是以小灯为例，输出最大值表示最亮，输出最小值表示最暗，亮度会随输出的电压值变化。
有的传感器同时支持数字量和模拟量输出，有的不是。
因此，对于不确认的传感器，我们一般先假设传感器是模拟量传感器，如果不是，再当作数据量处理。
模拟量传感器读取
下面以 32 接口为例，分别展示了图形化编程和代码编程的方式。
import machine
adc32 = machine.ADC(machine.Pin(32))
while True:
print(adc32.read_u16())
模拟量传感器输出
下面以 0 接口为例，分别展示了图形化编程和代码编程的方式。
import machine
pwm0 = machine.PWM(machine.Pin(0))
pwm0.duty_u16(0)
pwm0.duty_u16(255)
然而，有些动力类传感器需要设置占空比：占空比主要与脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）相关，它是一种模拟信号的数字化表示方法。在 PWM 中，一个周期内的高电平时间占总周期时间的比例就是占空比。
传感器的输出类型可以有多种，包括模拟电压、模拟电流、数字信号（如 I2C、SPI、UART 等）、频率、PWM 等。只有在使用 PWM 输出的传感器时，才需要设置占空比。例如，一些伺服电机会使用 PWM 信号来控制其位置，这时就需要设置占空比。
对于其他类型的传感器，如模拟电压输出的传感器、数字信号输出的传感器等，就不需要设置占空比。这些传感器的输出通常是连续的或者是特定的数字信号，不涉及到占空比的概念。
from machine import Pin, PWM
import time
# 创建一个PWM对象
pwm = PWM(Pin(2))
# 设置PWM信号的频率为50Hz
# 每秒50个周期，所以每个周期的时间是1秒/50，即20ms。
pwm.freq(50)
# 一般来说，当PWM信号的高电平时间为1ms时，舵机转到0度；
# 当高电平时间为2ms时，舵机转到最大角度。
# 这个范围内的其他高电平时间对应的是0到180度之间的其他角度。
# 转到0度（）
pwm.duty(52) # 1ms / 20ms * 1024 = 51.2 取不低于最小值的整:52
time.sleep(1) # 等待一段时间让舵机转到指定位置
# 转到180度
pwm.duty(102) # 2ms / 20ms * 1024 = 102.4 取不高于最大值的整：102
time.sleep(1) # 等待一段时间让舵机转到指定位置
# 关闭PWM
pwm.deinit()
数字量传感器读取
下面以 0 接口为例，分别展示了图形化编程和代码编程的方式。
import machine
pin0 = machine.Pin(0, machine.Pin.IN)
while True:
print(pin0.value())
数字量传感器输出
下面以 13 接口为例，分别展示了图形化编程和代码编程的方式。
import machine
import time
pin13 = machine.Pin(13, machine.Pin.OUT)
while True:
pin13.value(0)
time.sleep_ms(50)
pin13.value(1)
time.sleep_ms(50)