2. xugu库的使用¶

xugu库是虚谷号研发团队为虚谷号定制的Python库，其目的是为了降低初学者用代码控制硬件的模块。xugu库基于Firmata协议开发，用户无需学习Arduino代码、串口协议知识，用极其简短的代码，即可实现对虚谷号板载Arduino的控制和感知。

xugu库中有Pin、Servo、I2C、SerialMgt、LED、XuguLog等类，支持绝大多数的Arduino模块。

2.1. xugu库的引用¶

只要Python代码中引用了xugu库，虚谷号会自动检测板载的Arduino UNO（ATmega328P芯片）是否烧写了标准的Firmata协议。如果没有，则烧录，确保GPIO的正常使用。因此第一次引用xugu库，大约需要十多秒时间来烧写Firmata协议固件。

注： xugu库的语法参考了micro:bit和掌控板，与二者基本一致。

控制I/O引脚：Pin类¶

Pin类用于控制I/O引脚，具有设置引脚模式（IN，OUT，ANALOG）的属性和读写电平状态的方法。

1、构建

Pin(pin_num, pin_model）

pin_num传入引脚标号，可以直接传入虚谷板上的引脚编号，例如D3或者A5，也可以直接传入13或者19这样的数字。

pin_model 为引脚模式，Pin.IN是输入模式，Pin.OUT是输出模式，Pin.ANALOG是模拟输入（用于A0~A5）。

2、方法

Pin.read_digital()

返回该IO引脚电平值，1代表高电平，0代表低电平。该方法在输入模式有效。

Pin.read_analog()

返回IO引脚的模拟值，数据范围在0和1023之间。该方法在输入模式有效。

Pin.write_digital(value)

给引脚设置电平值。value指要设置的电平值，1代表高电平，0代表低电平。该方法在输出模式有效。

Pin.write_analog(value)

给引脚设置模拟值。value指要设置的模拟值，数据范围在0和255之间。该方法在输出模式有效。

1）数字输出范例。

from xugu import Pin # 从 xugu 库中导入 Pin 类
p = Pin(10, Pin.OUT) # 初始化 Pin 类,将 10 号数字引脚设置为输出模式
#等价的写法: p = Pin(“D10”, Pin.OUT)
p.write_digital(1) # 设置 10 号引脚为高电平

2）数字输入范例。

from xugu import Pin, SerialMgt # 从 xugu 库中导入 Pin、SerialMgt 类
import time # 导入时间模块
p = Pin(4, Pin.IN) # 初始化 4 号引脚,设置为数字输入模式
ser = SerialMgt() #初始化串口
while True:
    value=p.read_digital() # 读取 4 号引脚电平信息,赋值给 value
    print(value) # 将value的值打印到终端上
    ser.write(str(value).encode()) # 将value的值写入到串口
    time.sleep(0.1) # 持续100ms

注：这段代码能够将读出的数字引脚信息，通过串口输出来。

3）模拟输出范例。

from xugu import Pin  # 从xugu库中导入Pin类
p = Pin(10, Pin.OUT)  # 初始化10号引脚设置为输出模式
p.write_analog(128)  # 给引脚设置模拟值128

4）模拟输入范例。

from xugu import Pin, SerialMgt # 从 xugu 库中导入 Pin、SerialMgt 类
p = Pin("A0", Pin.ANALOG) # 初始化 A0 引脚,设置为输入模式
ser = SerialMgt() #初始化串口
value = p.read_analog() #读取 A0 引脚的电压值
ser.write(str(value).encode()) # 将value的值写入串口

注：这段代码能够将读出的模拟引脚信息，通过串口输出来。

舵机控制：Servo类¶

该类用于控制舵机转到指定角度。

1、构建

Servo(pin_num）

pin_num 引脚标号，可以直接传入虚谷板上的引脚编号，例如D3或者A5，也可以直接传入13或者19这样的数字。

2、方法

Servo. write_angle(value)

让舵机转动到指定角度，Value指角度。每种舵机的最大转动角度不一样，需要参考舵机说明书。

读写I2C设备：I2C类¶

该类用于读写I2C从设备。

注：该类不能用于读写虚谷号主芯片的I2C总线。

1、构建

I2C(time=0)

time 指I2C总线连续读写的间隔时间，单位是毫秒（ms），默认值是0。

2、方法

I2C.readfrom(address, register, read_byte)

读取I2C设备。address为I2C从设备的地址，register为从设备的寄存器，read_byte为一次读取的字节数量。

I2C.writeto(address, args)

向I2C设备中写入内容。address为I2C从设备的地址，args是要发送到设备的可变字节数，作为列表传入。

SerialMgt类¶

该类用于虚谷号和PC之间的串口通信。

1、构建

SerialMgt(port, baudrate)

port指虚谷号连接pc的串口号，baudrate为串口波特率；

注：当不设置串口号和波特率时，虚谷库默认使用/dev/ttyGS0串口，波特率为115200。

2、方法

SerialMgt.read(bytes)

从串口中读取数据，bytes为读取的字节数，默认为100。

SerialMgt.write(data)

向串口中写入数据，data为写入的数据，类型为String。

LED类¶

该类用于LED的简易控制。

1、构建

LED(pin_num)

Pin_num为数字引脚编号，范围0~19。

注：虚谷号已经在第13号引脚内置了LED。

2、方法 high()：给引脚一个高电位，只有在输出模式有效，当该引脚接入LED灯的时候，灯会点亮。

low()：给引脚一个低电位，只有在输出模式有效，当该引脚接入LED灯的时候，灯会熄灭。

on()：等价与high()。

off()：等价与low()。

XuguLog类¶

该类用于日志输出。程序运行过程中，会将日志信息追加到日志文件中。

1、构建

XuguLog(filename)

初始化该类的时候，会自动生成一个名为filename的日志文件，后缀为.log，生成的文件与运行的python程序在同一个目录下。

2、方法

XuguLog.write(value)

将日志信息写入到日志文件中，value为要写入的内容，类型为String。