【youyeetoo X1 windows 开发板体验】少儿AI智能STEAM积木平台

youyeetoo X1 | 风火轮Wiki

这次非常有幸，能够得到深圳风火轮youyeetoo X1的体验机会，感谢电子发烧友和风火轮。

在申请youyeetoo X1之前，已经通过风火轮的官方WiKi做过了一下了解，官方的介绍简介给力：

经过了解，更增添了我对youyeetoo X1的兴趣。

详细的WiKi网址：youyeetoo X1 | 风火轮Wiki ，感兴趣的同学可以前往了解。

一、开箱

玩板子最开心的事情，就是开箱了。
拆开寄过来的箱子，一共有三个部分：

分别是主机(SBC)、屏幕、NFC板。

打开后，内容不少：

核心看一下主机：

以及屏幕：

主机的正反面，都接口丰富，通过官方WiKi可以了解到：
接口图-正面(中文).jpg

接口图_背面(1).jpg

具体的硬件参数，有一长溜，我就不贴了，可以从官方WiKi了解。

套件中的屏幕，是一块7寸MIPI屏幕，具体介绍如下：

二、配件

在官方WiKi上，列出了可用的配件：

因为提前做过了解，所以我给youyeetoo X1准备了不少基础配件，具体如下图：

分别为：

绿联USB HUB
8欧小音箱
翼联（EDUP）EP-1696S，RTL8832AU WiFi6双频无线网卡
EDUP EP-N1572无线网卡，RTL8192CU
EC20 4G Cat
RTL8852BE WIFI6E 5G双频内置无线网卡
USB蓝牙
RTC电池
512G M.2 SSD
64G U盘
256G SD卡
PWLink2 Lite调试器：Arm版和RISC-V版
USB鼠标
蓝牙键盘
积木版屏幕支架

另外，还有USB摄像头，没有在上面一起列出。
此外，在项目中用到的模块配件，在后续更新中，会陆续更新上来。

三、开机

将开发板、屏幕，以及主要配件连接好，就可以连上电源开始使用了。

默认情况下，可以直接连接HDMI，然后按照官方说明，刷BIOS，以便开启MIPI屏幕。
在我实际测试过程中，HDMI和MIPI屏幕，是可以同时使用的。
另外，官方WiKi也提供了进行系统安装的指导。

我第一时间刷了BIOS，装了系统，所以下面展示直接使用情况。

连接后，整体如下：

进入Windows10系统后，首先了解具体系统情况：

然后进行系统更新。

更新完系统，一切准备妥当，那就跑分好了。
使用鲁大师进行了评测，具体情况如下：
综合评分：

AI评分：

四、项目计划

要进行的项目，是作为一个探索型的项目，将在youyeetoo X1硬件和系统平台上，结合AI大模型、AI Agent技术和IoT硬件，构建一个少儿AI智能STEAM积木平台。
使用的少儿可以通过智能积木搭建的方式，来完成STEAM创意的初步构建，然后通过自然语言对话进行沟通，最终通过AI大模型来完成最终的创意，并进行实时的动画展现。

具体的实现过程，将会在更新的过程中，逐步进行分享。

HonestQiao · 2024-2-25 19:38:00

启用WSL(Windows Subsystem for Linux)

在Windows10及后续系统，能够直接在Windows环境中，使用WSL享受Linux系统服务了。
下面为具体的安装使用过程。

一、Ubuntu系统安装
通常情况下，打开cmd.exe，使用wsl --install，既可以进行默认提供的Ubuntu系统的安装。
但是，可能会遇到下面的错误：

此时，需要下载更新包：https://github.com/microsoft/WSL/releases ，然后进行安装：

安装完成后，重新使用wsl --install安装即可。建议安装更新后，重启系统再进行安装。

如果安装过程中，出现如下的错误：

那是因为无法直接访问 raw.githubusercontent.com 这个网址，需要使用科学的创新的上网方式来解决。
解决后，就能够正常安装了：

成功安装过程中，会提示设置用户名和密码，最终将会进入Ubuntu系统。

二、安装WindowsTerminal
在上面的界面中，会出现乱码，不要换，不要怕，那只是因为cmd.exe的内码导致的。
默认的cmd.exe也不好用，第一时间安装 WindowsTerminal 好了。
下载地址：https://github.com/microsoft/terminal/releases
下载后，直接点击安装即可：

安装完成，第一次打开时，会提示是否使用其做为默认的Windows 终端，果断选择：

三、进入Ubuntu系统
在WindowsTerminal中，使用wsl命令进入Ubuntu系统后，就可以用常见的Linux命令了。

四、文件共享
在WSL的Ubuntu系统中，可以直接访问Windows下面的文件：

Windows系统的C盘，会直接挂接到Ubuntu系统的/mnt/c路径下，可以直接当做本地路径使用即可。

现在，就能够方便的在Windows环境中，使用Ubuntu Linux系统了。

电子破烂人 · 2024-2-25 19:56:34

不太理解，这个板子为啥要给一个NFC的天线？一般WIN开发板也没有这部分的功能啊
难道是给外挂IC卡用的么，官方有没有类似的历程？

HonestQiao · 2024-2-26 20:22:30

Python操控GPIO

在Linux系统上，可以用GPIOD来操控GPIO，Windows上面，一般用WinIO来进行操作。
风火轮官方提供的C#实例中，封装了inpoutx64，来进行操作。

我使用Python开发，使用pywinio即可。
首先，使用安装Python3.11，然后使用pip install pywinio安装该模块。

安装完成后，就可以测试是否正常。
直接在cmd.exe中运行python，进入交互模式，然后运行下面的代码：

import pywinio
pywinio.WinIO()

复制代码

开始使用的时候，可能会遇到下面的问题：

没有权限：需要使用管理员权限打开cmd.exe，然后测试
签名存在问题：需要使用 BCDEDIT /SET TESTSIGNING ON 命令设置测试模式，重启后，再继续测试

能够正常调用后，就可以开始编写代码了。

在官方提供的C#代码的IOApp.cs中，有对应的代码可供参考：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace IO测试
{
///
/// WINIO 应用
///
public class IOApp:WinIOV2
{
///
/// 写IO
///
///
///
///
public bool SetValToIO(UInt64 PhysAddr, UInt32 PhysVal)
{
return SetPhysLong(PhysAddr, PhysVal);
}
///
/// 读IO
///
///
///
///
public unsafe bool GetValFromIO(UInt64 PhysAddr, ref UInt32 PhysVal)
{
return GetPhysLong(PhysAddr, ref PhysVal);
}
///
/// LED控制
///
///
///
///
public bool Led_Ctrl00(byte addr, byte ctrlCode)
{
if (idOK())
{
//进入模式
SetPortVal(0x2E, 0x87, 1);
SetPortVal(0x2E, 0x01, 1);
SetPortVal(0x2E, 0x55, 1);
SetPortVal(0x2E, 0x55, 1);
//选择设备
SetPortVal(0x2E, 0x07, 1);
SetPortVal(0x2F, 0x07, 1);
//控制LED
SetPortVal(0x2E, addr, 1);
SetPortVal(0x2F, ctrlCode, 1);
//退出模式
SetPortVal(0x2E, 0x02, 1);
SetPortVal(0x2F, 0x02, 1);
return true;
}
return false;
}
///
/// 控制红色LED:亮/灭
///
///
///
public bool Led_Ctrl_Red(bool isOn)
{
byte ctrlVal = 0X02;
if (isOn)
{
ctrlVal = 0X00;
}
return Led_Ctrl00(0XB1, ctrlVal);
}
///
/// 红LED闪烁
///
///
///
public bool Led_Ctrl_Red_Flash(bool isOn)
{
byte ctrlVal = 0X00;
if (isOn)
{
ctrlVal = 0X11;
}
return Led_Ctrl00(0XF8, ctrlVal);
}
///
/// 绿LED:亮灭
///
///
///
public bool Led_Ctrl_Green(bool isOn)
{
byte ctrlVal = 0X40;
if (isOn)
{
ctrlVal = 0X00;
}
return Led_Ctrl00(0XC2, ctrlVal);
}
///
/// 绿LED闪烁
///
///
///
public bool Led_Ctrl_Green_Flash(bool isOn)
{
byte ctrlVal = 0X00;
if (isOn)
{
ctrlVal = 0X1E;
}
return Led_Ctrl00(0XF8, ctrlVal);
}
///
/// 获取控制码
///
///
///
public byte Get_Led_Ctrl_Status(byte addr)
{
UInt32 ctrlCode = 0;
if (idOK())
{
//进入模式
SetPortVal(0x2E, 0x87, 1);
SetPortVal(0x2E, 0x01, 1);
SetPortVal(0x2E, 0x55, 1);
SetPortVal(0x2E, 0x55, 1);
//选择设备
SetPortVal(0x2E, 0x07, 1);
SetPortVal(0x2F, 0x07, 1);
//读取状态
SetPortVal(0x2E, addr, 1);
GetPortVal(0x2F, ref ctrlCode, 1);
//退出模式
SetPortVal(0x2E, 0x02, 1);
SetPortVal(0x2F, 0x02, 1);
}
return (byte)(ctrlCode&0XFF);
}
}
}

复制代码

参考改代码，编写对应的Python代码：

import pywinio
import time
import atexit
g_winio = None
def get_winio():
global g_winio
if g_winio is None:
g_winio = pywinio.WinIO()
def __clear_winio():
global g_winio
g_winio = None
atexit.register(__clear_winio)
return g_winio
def SetPortVal(wPortAddr, dwPortVal, bSize):
winio = get_winio()
if bSize == 1:
winio.set_port_byte( wPortAddr, dwPortVal)
elif bSize == 2:
winio.set_port_word( wPortAddr, dwPortVal)
elif bSize == 4:
winio.set_port_dword( wPortAddr, dwPortVal)
def Led_Ctrl00(addr, ctrlCode):
#//进入模式
SetPortVal(0x2E, 0x87, 1)
SetPortVal(0x2E, 0x01, 1)
SetPortVal(0x2E, 0x55, 1)
SetPortVal(0x2E, 0x55, 1)
#//选择设备
SetPortVal(0x2E, 0x07, 1)
SetPortVal(0x2F, 0x07, 1)
#//控制LED
SetPortVal(0x2E, addr, 1)
SetPortVal(0x2F, ctrlCode, 1)
#//退出模式
SetPortVal(0x2E, 0x02, 1)
SetPortVal(0x2F, 0x02, 1)
#///
#/// 控制红色LED:亮/灭
#///
#///
#///
def Led_Ctrl_Red(isOn):
ctrlVal = 0X02
if isOn:
ctrlVal = 0X00
return Led_Ctrl00(0XB1, ctrlVal)
#///
#/// 红LED闪烁
#///
#///
#///
def Led_Ctrl_Red_Flash(isOn):
ctrlVal = 0X00
if isOn:
ctrlVal = 0X11
return Led_Ctrl00(0XF8, ctrlVal)
#///
#/// 绿LED:亮灭
#///
#///
#///
def Led_Ctrl_Green(isOn):
ctrlVal = 0X40
if isOn:
ctrlVal = 0X00
return Led_Ctrl00(0XC2, ctrlVal)
#///
#/// 绿LED闪烁
#///
#///
#///
def Led_Ctrl_Green_Flash(isOn):
ctrlVal = 0X00
if isOn:
ctrlVal = 0X1E
return Led_Ctrl00(0XF8, ctrlVal)
winio = pywinio.WinIO()
status = True
while True:
print("LED Red: ", status)
Led_Ctrl_Red(status)
Led_Ctrl_Green(not status)
status = not status
time.sleep(0.2)

复制代码

运行上述代码，正常情况下，输出如下：

具体效果如下：

进一步的，可以参考上述代码，就能实现GPIO的输入输出控制了。

HonestQiao · 2024-2-28 11:09:50

为了方便使用和测试，我专门购置了移远EC20 4G LTE模块，买到后，发现还需要一个转接卡才能正常使用，于是又购置了USB转接卡，并配置了专用天线。

相关的设备如下：

其中包括：

移远EC20 4G LTE模块
迷你minipcie转USB（移远EC20）
射频线
专用天线
4G nano卡 + 转接卡

其中的EC20模块和USB转接卡具体如下：

天线配置了两个，实际使用时，小的天线很好用，就没有用长的了。

将EC20模块插到USB转接卡上，并接线天线，插上卡：

最后，直接连接到USB即可：

接好USB后，无需再安装驱动，系统会自动识别，在设备管理器里面可以看到：

然后USB转接卡上的蓝灯会闪烁。
当它快闪的时候，表示正在联网。慢闪的时候，表示联网失败。很长时间闪一下，说明联网成功。
后续会根据网络使用情况，闪烁方式不同。

点击系统任务栏的网络图标，关闭Wlan/WiFi，开启手机网络，等待连接成功：

需要注意的是，如果不装天线，上面会显示Mobile正在准备，无法联网。

可以鼠标右键查看网络属性，查看当前的状态：

并查看流量的具体使用情况：

建议设置一个流量上线，以免用超了。当然，流量多的可以不用设置了。

网络连上了，就可以打开浏览器上网测试效果了。
使用测速网站进行测速，效果还不错：

现在，这个4G上网卡就可以正常使用了，非常的方便。

HonestQiao · 2024-3-1 20:43:21

为了提供更好的性能，按照官方资料的指导，购置了SSD，安装使用后，性能大幅提升。

一、选购的SSD：

M.2，NGFF2280，512G

二、SSD安装

直接怼上去，上好螺丝即可。

三、系统安装
使用官方提供的Windows 11安装包：
解压到U盘，然后检查安装方式是否为SSD（1）:

安装完成后，成功进入Windows11系统

查看当前挂载的磁盘：

四、读写性能测试：
首先测一下，原有的EMMC：
读写性能有点惨不忍睹。

然后测一测刚装的SSD：
现在，读写性能，全面上升！！！

经过几天的使用，完全正常，日常使用非常的流畅。

HonestQiao · 2024-3-2 14:18:38

不带线网卡模块使用

一、了解不带线网卡模块
我之前准备的配件中，有不带线网卡模块和USB不带线网卡：

不带线网卡模块的具体型号为RTL 8852BE，接口是NGFF M2：

其支持能力爆棚：

二、安装不带线网卡模块

在开发板上的安装位置如下：

这个不带线网卡模块上，要连接两根天线，是IPEX4接口的：

IPEX4接口比IPEX1接口要小很多，常用于内置不带线网卡模块使用。

连接好不带线信号接受配件，就可以安装到开发板上使用了:

三、使用不带线网卡模块
在初次安装好不带线网卡模块后，发现了一个奇怪的问题。
不管是在Windows10，还是在Windows11中，系统会整体不定时的卡顿，就是什么都操作不了。
将不带线网卡模块取下来以后，则系统完全正常。
已经准备好，退回去让厂家测验检查了。

不过，这个时侯，我做了一个小动作。
我看了下系统事件中的记录，发现了一个小秘密：

原来装上不带线网卡模块后，板子自带的有线网卡处于"嫉妒"心理，开始罢工。
它一旦罢工，系统就会重置它，从而导致系统整体卡顿。

于是，我尝试着，将板子的有线网卡禁用：

然后，世界进入到大家开开心心过大年状态，系统能够正常使用了。

再然后，我又把板子的有线网卡给启用：

系统依然正常，再次重启，也没有发现之前的问题了。
真是奇异啊！

现在，可以好好看看不带线网卡模块的信息了:
设备管理器中的信息：

连接到WiFi：

连接信息：

另外，这个不带线网卡模块，还支持蓝牙：

可以很方便的连接我的多个蓝牙设备：

四、驱动更新
默认情况下，蓝牙可能不好使，可以从如下地址下载驱动：
http://www.wlan-wwan.com/2022/05/22/realtek-rtl8852bewuxianlanyamokuaiqudongjiguigeshu/

安装后重启电脑，就好使了。

现在，不用外接USB不带线网卡和蓝牙模块了，联网非常的方便了。

HonestQiao · 2024-3-3 19:15:26

在 youyeetoo X1 上部署 Stable Diffusion

一、openvino了解
在youyeetoo X1支持OpenVINO。OpenVINO™ 是一个用于优化和部署人工智能（AI）推理的开源工具平台。它可以提高计算机视觉、自动语音识别、自然语言处理和其他常见任务的深度学习性能。使用经过TensorFlow、PyTorch 等流行框架训练的模型。

在youyeetoo X1上部署Stable Diffusion，并应用OpenVINO支持，目前已有不少选择，可以用openvino_notebooks或者fastsdcpu。我部署了fastsdcpu进行测试，他提供了一个完整的Windows环境测试Stable Diffusion的工具包。

二、部署fastsdcpu
1. 安装Python
首先，安装Python3.11，可以从 https://www.python.org/downloads/ 下载对应的版本进行安装：

安装后，打开命令行工具，查看是否可以正常使用：

2. 安装virtualenv

mkdir SDXL
cd SDXL
pip install virtualenv
virtualenv env
env\Scripts\activate

复制代码

最终，进入如下的环境，表示安装成功：

3. 安装git
在使用Stable Diffusion的过程中，经常需要通过git下载文件，所以要先安装git。
在Windows11上，已经提供了系统内置的包管理工具，用于安装常见的工具包。
通过下面的命令，即可直接安装：

winget install Git.Git

复制代码

安装后，检查是否可以正常使用：

4. 安装fastsdcpu工具包
首先使用下面的命令获取：

git clone https://github.com/rupeshs/fastsdcpu.git

复制代码

然后，使用下面的命令，进行支持库和数据文件的安装：

cd fastsdcpu
.\install.bat

复制代码

安装完成后，就可以启动进行测试。

三. 使用Stable Diffusion
1. 启动
部署完成后，启动包括WEB模式和桌面程序模式，用下面的命令可以启动：

# 启动web环境
.\start-webui.bat

复制代码

在不同的模型和设置下，首次进行生成时，可能会需要从huggingface下载模型包大，大小和时间不等，可能要下载数G，下载时间从几分钟到数十分钟时。

2. WEB模式
启动WEB模式，界面如下：

可以输入Prompt进行测试，测试过程中，命令行会输出进度信息：

生成的过程中，CPU风扇呼呼呼的转，系统资源拉满：

生成成功后，命令行会提示：

此时可以查看生成的图片：

3. 桌面模式
启动桌面程序模式，界面如下：

4. 配置和openvino支持
可以在桌面模式的配置中，启用openvino支持：

然后再次进行生成。

不过，fastsdcpu提示了：

咱们得板子内存只有8G，而且系统本身还要占用，所以，开启了openvino支持，跑的很不顺，有时候内存不足，有的时候生成的莫名其妙的。

并且生成时，需要的时间大大变长，生成一次，可能需要15分钟或者半个小时。

在配置界面，如果开启了Tiny Auto Encoder配置，则生成的速度，会变快一些。

四、总结
经过使用测试，在youyeetoo X1 上是可以部署运行Stable Diffusion的，但是受限于内存只有8G大小，实际生成过程需要较长的时间，且不能生成过于复杂的图片。
另外，在使用的过程中，应该把其他所有的程序，应用，全部都关闭掉，以免消耗内存。

jf_50393217 · 2024-3-3 19:19:26

牛逼的板子，文章也很棒棒

大菠萝Alpha · 2024-3-3 19:50:49

板子很赞，帮主写的很好，羡慕

xusiwei1236 · 2024-3-3 20:18:00

乔帮主配件准备的有点多呀，差不多这板子能接的各种外设，你都来了一个

HonestQiao · 2024-3-4 10:56:14

LLAMA大模型部署测试

在Windows系统上，可以通过ollama来部署大模型进行测试。

1. 安装ollama
在 https://ollama.com/download 下载Windows版本，然后安装即可：

2. 检查是否正常运行
新开命令行窗口，运行：

# 直接运行
ollama
# 查看版本
ollama --version

复制代码

运行结果如下：

3. 测试llama2-chinese
首先，下载一个llama2-chinese试一下：

ollama pull llama2-chinese

复制代码

下载完成后，运行下面的命令进行测试：

不过，实际运行的速度，非常的不理想：

跑了1个小时，都没有生成完。
忍无可忍，ctrl+V了。

4. 测试llama2
同样的，首先下载：

ollama pull llama2

复制代码

然后运行测试：【中式英文，别笑】

ollama run llama2 "why the sky is blue"

复制代码

这速度，比中文的要快，但是还是很慢：

5. 总结
看来，受限于CPU和内存，运行大模型，还是非常吃力的。
不过，ollama目前能够直接用的大模型还很有限，后续将会试一试其他的大模型方案，例如llama.cpp等。

cszzlsw · 2024-3-4 14:04:06

不错啊不错啊,可惜没有时间玩板,不然我也申请了!

淡化浅出 · 2024-3-4 14:24:39

来了来了，楼主太厉害了，必须膜拜一下

ALSET · 2024-3-4 14:59:59

不错，写的很详细，收藏后面仔细看看。

大菠萝Alpha · 2024-3-6 08:19:20

上个docker，WSL2…

HonestQiao · 2024-3-8 09:35:10

Windows驱动开发【遇到问题，待官方解答】

参考官方资料，进行驱动开发部分，做新设备加入到系统时，出现问题。
官方指导步骤：

实际操作结果：
第1步：从注册表缓存中读取BIOS配置,并保存到DSDT0000.bin文件

第2步：反编译DSDT0000.bin文件,生成DSDT0000.dsl (ASL CODE文件)

第3步：修改DSDT0000.dsl 文件,添加新设备到改文件中
不修改，直接跳过

第4步：编译修改好的DSDT0000.dsl,会生成DSDT0000.aml文件

在第4步的时候，未能达到官方指导资料的结果，导致无法进一步进行添加设备的操作。
待官方解答。

挽你何用 · 2024-3-8 17:33:25

大佬牛呀，文章太棒了

HonestQiao · 2024-3-13 12:47:46

添加I2C设备，并进行I2C接口测试

在youyeetoo X1的官方资料中，提供了Windows驱动开发以及I2C接口的指导，并提供了I2C接口的测试工具。

根据指导，可以进行自己的I2C设备的开发，以及通讯测试。

一、清理系统现有的测试设备

在系统设备管理中，将下面的设备删除，并勾选删除驱动：

清理后，结果如下：

这4个未知设备，2个是NFC使用，1个是SPI使用，还有一个是I2C3使用。

二、添加新的设备和驱动
我后面需要连接SHT30进行测试，其I2C地址为0x44，参考官方资料，进行如下的操作：
1. 生成dsl文件：

asl.exe /tab=DSDT /c
iasl.exe -ve .\DSDT0000.bin
iasl.exe -ve .\DSDT0000.dsl

复制代码

2. 修改dsl文件，去掉多余的信息，并修改对应的I2C3的配置：
将默认的0x50，修改为0x40
3. 生成aml文件：

iasl.exe -ve .\DSDT0000.dsl

复制代码

4. 将设备信息写入注册表：

asl.exe /loadtable DSDT0000.aml

复制代码

然后重启电脑，注册表中就会存在对应的设备信息了

5. 修改官方提供的驱动配置：

6. 安装驱动：

安装完成后，重启电脑，再查看设备管理器，就能够看到设备区东正确安装了：

从上图可以看到，0x44的设备，已经成功安装驱动。

三、不挂I2C设备测试
再不挂接I2C设备的情况下，打开I2C测试工具，可以连接I2C端口：

但是读取会失败：

写入也会失败：

需要注意的是，如果挂接了设备，但I2C设备的地址不是0x44，则出现的错误信息，和上面的完全一样。

四、挂接I2C设备测试
1. I2C从设备制作
为了方便测试，我用硬禾的12指神探，做了一个I2C从设备，方便进行I2C通讯的测试。

这个I2C从设备，内部有256个寄存器，地址为0x00~0xFF，设备初始化的时候，所有的寄存器设置为0x00，读取的时候，每次返回的数据宽度为4位8bits数据。

2. 连接I2C从设备到开发板
实际连到开发板上进行测试的时候，还挂接了一个逻辑分析仪，以便分析通讯的数据：

3. 默认读取测试：
默认情况下，从I2C从设备去读数据，返回的为 00 00 00 00

在I2C从设备的调试输出窗口，也能看到当前的I2C请求为从地址为0x00的寄存器读取数据，以及实际返回的数据。

4. 写入数据测试：
点击写入数据，会成功写入：

在I2C从设备的调试输出窗口，也能看到当前的I2C请求向0x00的寄存器写入数据，以及实际写入的数据。

5. 读取写入后的数据：
再次点击读取，就能够读取到前面写入的数据了：

五、逻辑分析仪分析通讯
写入数据的时候，逻辑分析仪抓取到的数据结果如下：
可以看到，操作的I2C设备地址为0x44，向寄存器地址0x00开始写入了12 34 56 78 90 AB CD EF 8位8bits数据。

读取数据的时候，逻辑分析仪抓取到的数据结果如下：
可以看到，操作的I2C设备地址为0x44，先向I2C从设备发送读数据的命令，然后过了一段时间后，I2C从设备开始返回数据
12 34 56 78，一共4位8bits数据。

通过以上的步骤，就能够完成I2C设备的正常通讯了，后续就可以在此基础上，操作I2C通讯，来完成具体传感器设备的数据读取了。

HonestQiao · 2024-3-13 22:50:11

移植驱动读取SHT30温湿度传感器数据

在我的项目中，会涉及到接入多个传感器设备，并进行自动识别，然后结合AIGC大模型，进行特定情景的生成。
在上一部分，已经测试过I2C设备的读写操作了，在此基础上，进行SHT30温湿度传感器的数据读取。

一、硬件了解
有一点，我最近才注意到：

怪不得我测试SHT30的时候，温度数据偏高。
但是手头暂时没做4.7K的电阻，需要采购。暂时智能硬着头皮先上了。

SHT30如下：

二、I2CPython驱动移植
在官方提供的I2C测试程序中，有关于串口数据读取的实例，参考改示例，编写python调用DLL接口的入口文件：

import ctypes, sys
spbdll = ctypes.WinDLL("64" in sys.version and "SPBDLL.dll" or "SPBDLL.dll")
def __DllFunc(name, ret, args):
func = spbdll[name]
func.restype = ret
func.argtype = args
return func
# //-----连接设备驱动---
SPBDLL_ConnetDev = __DllFunc("SPBDLL_ConnetDev", ctypes.c_void_p, (ctypes.c_char_p))
SPBDLL_isOK = __DllFunc("SPBDLL_isOK", ctypes.c_bool, (ctypes.c_void_p))
SPBDLL_ReleaseDev = __DllFunc("SPBDLL_ReleaseDev", ctypes.c_void_p, (ctypes.c_void_p))
# //----I2C----
SPBDLL_I2C_Read = __DllFunc("SPBDLL_I2C_Read", ctypes.c_int, (ctypes.c_void_p, ctypes.c_uint16, ctypes.c_buffer, ctypes.c_int32))
SPBDLL_I2C_Write = __DllFunc("SPBDLL_I2C_Write", ctypes.c_int, (ctypes.c_void_p, ctypes.c_uint16, ctypes.c_buffer, ctypes.c_int32))
SPBDLL_I2C_Read_RegAddr8bit = __DllFunc("SPBDLL_I2C_Read_RegAddr8bit", ctypes.c_int, (ctypes.c_void_p, ctypes.c_uint8, ctypes.c_buffer, ctypes.c_int32))
SPBDLL_I2C_Write_RegAddr8bit = __DllFunc("SPBDLL_I2C_Write_RegAddr8bit", ctypes.c_int, (ctypes.c_void_p, ctypes.c_uint8, ctypes.c_buffer, ctypes.c_int32))

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然后，在编写I2C操作的封装文件：

import SPBDLL as SPBDLL
class SpbDllCtrl:
lpDev = None
def __init__(self):
self.lpDev = None
pass
# ///
# /// 连接设备驱动
# ///
# /// 驱动名称,在asl和inf中对应的名称
# ///
def ConnetDev(self, devName):
self.lpDev = SPBDLL.SPBDLL_ConnetDev(devName)
return not self.lpDev == None
# ///
# /// 连接设备是否成功
# ///
# ///
def isOK(self):
if not self.lpDev == None:
return 1 == SPBDLL.SPBDLL_isOK(self.lpDev)
return False
# ///
# /// 释放设备
# ///
def ReleaseDev(self):
if not self.lpDev == None:
SPBDLL.SPBDLL_ReleaseDev(self.lpDev)
self.lpDev = None
# ///
# /// 设置中断回调 def fn(fn_Context);需要在asl中配置了IO中断,这里设置才有意义
# ///
# /// 回调函数
# /// 参数
def SetInterruptCallBack(self, fn, fn_Context):
if not self.lpDev == None:
SPBDLL.SPBDLL_SetInterruptCallBack(self.lpDev, fn, fn_Context)
# //----I2C----
# ///
# /// I2C读寄存器内容
# ///
# /// 寄存器地址,2字节的地址
# /// 接收数据
# /// 计划读取长度
# ///
def I2C_Read(self, regAddr, pData, len):
if not self.lpDev == None:
return 0 == SPBDLL.SPBDLL_I2C_Read(self.lpDev, regAddr, pData, len)
return False
# ///
# /// I2C写数据到寄存器中
# ///
# /// 寄存器地址,2字节的地址
# /// 数据
# /// 数据长度
# ///
def I2C_Write(self, regAddr, pData, len):
if not self.lpDev == None:
return 0 == SPBDLL.SPBDLL_I2C_Write(self.lpDev, regAddr, pData, len)
return False
# ///
# /// I2C读寄存器内容
# ///
# /// 寄存器地址,1字节的地址
# /// 接收数据
# /// 计划读取长度
# ///
def I2C_Read_RegAddr8bit(self, regAddr, pData, len):
if not self.lpDev == None:
return 0 == SPBDLL.SPBDLL_I2C_Read_RegAddr8bit(self.lpDev, regAddr, pData, len)
return False
# ///
# /// I2C写数据到寄存器中
# ///
# /// 寄存器地址,1字节的地址
# /// 数据
# /// 数据长度
# ///
def I2C_Write_RegAddr8bit(self, regAddr, pData, len):
if not self.lpDev == None:
return 0 == SPBDLL.SPBDLL_I2C_Write_RegAddr8bit(self.lpDev, regAddr, pData, len)
return False

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通过以上的入口文件和操作封装，就可以在python程序中，进行I2C接口的操作了。

下面编写一个简单的，与之前的RP2040做的I2C从设备沟通的程序，讲一个计数器的值通过I2C写入到从设备，然后读取该值：

from SpbDllCtrl import *
import time
import atexit
# 数组转HEX字符串
to_hex=lambda ary : " ".join(["%02X" % i for i in ary])
devName = "I2C30001"
I2CCtrl = None
def __clear_i2c():
global I2CCtrl
if not I2CCtrl == None:
print("Clear I2C device")
I2CCtrl.ReleaseDev()
I2CCtrl = None
atexit.register(__clear_i2c)
I2CCtrl = SpbDllCtrl()
I2CCtrl.ConnetDev(devName)
if not I2CCtrl.isOK():
print("I2C device is not connected")
else:
print("I2C device is connected")
rbuf = bytes(4)
r_len = 4
bRet = I2CCtrl.I2C_Read_RegAddr8bit(0x00, rbuf, r_len);
if not bRet:
print("Read error")
else:
print("Read data: ", to_hex(rbuf))
counter = 0
while True:
counter += 1
if counter > 0xffff:
break
hexstr= "%08X" % counter
rbuf = bytes(bytearray.fromhex(hexstr))
bRet = I2CCtrl.I2C_Write_RegAddr8bit(0x00, rbuf, r_len);
if not bRet:
print("Write error")
else:
print("Write data: ", to_hex(rbuf))
time.sleep(0.1)
rbuf = bytes(4)
r_len = 4
bRet = I2CCtrl.I2C_Read_RegAddr8bit(0x00, rbuf, r_len);
if not bRet:
print("Read error")
else:
print("Read data: ", to_hex(rbuf))
time.sleep(1)
# I2CCtrl.ReleaseDev()

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运行上述代码，最终结果如下：

从结果中可以看到，python程序将计数器数值写入到从设备，从设备收到并记录。
然后，python程序从从设备读取寄存器的值，就是之前写入的值。

三、SHT30驱动移植
在上一步，已经做好了I2C设备的数据读写了，在此基础上，根据SHT30的数据手册，就可以编写对应的驱动程序了。
为了保持和micropython中的程序一致，我编写了一个伪装接口：

from SpbDllCtrl import *
# 数组转HEX字符串
to_hex=lambda ary : " ".join(["%02X" % i for i in ary])
class I2C:
def __init__(self, devname):
self.devname = devname
self.I2CCtrl = SpbDllCtrl()
self.I2CCtrl.ConnetDev(self.devname)
if not self.I2CCtrl.isOK():
print("I2C device is not connected")
raise Exception("连接失败")
else:
print("I2C device is connected")
def write_byte_data(self, i2c_address, register_address, value):
if self.I2CCtrl.isOK():
rbuf = bytes(bytearray([value]))
r_len = len(rbuf)
bRet = self.I2CCtrl.I2C_Write_RegAddr8bit(register_address, rbuf, r_len);
if not bRet:
print("Write error")
raise Exception("写入错误")
return False
else:
print("Write data: ", to_hex(rbuf))
return True
def write_i2c_block_data(self, i2c_address, register_address, values):
if self.I2CCtrl.isOK():
rbuf = bytes(values)
r_len = len(rbuf)
bRet = self.I2CCtrl.I2C_Write_RegAddr8bit(register_address, rbuf, r_len);
if not bRet:
print("Write error")
raise Exception("写入错误")
return False
else:
print("Write data: ", to_hex(rbuf))
return True
def read_byte_data(self, i2c_address, register_address):
if self.I2CCtrl.isOK():
r_len = 1
rbuf = bytes(r_len)
bRet = self.I2CCtrl.I2C_Read_RegAddr8bit(register_address, rbuf, r_len)
if not bRet:
print("Read error")
raise Exception("读取错误")
return None
else:
print("Read data: ", to_hex(rbuf))
return rbuf
else:
return None
def read_i2c_block_data(self, i2c_address, register_address, block_width):
if self.I2CCtrl.isOK():
r_len = block_width
rbuf = bytes(r_len)
bRet = self.I2CCtrl.I2C_Read_RegAddr8bit(register_address, rbuf, r_len)
if not bRet:
print("Read error")
raise Exception("读取错误")
return None
else:
print("Read data: ", to_hex(rbuf))
return rbuf
else:
return None

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然后，编写实际读取SHT30数据的程序：

import smbusx as smbus
import time
i2c = smbus.I2C("I2C30001")
addr=0x44
i2c.write_byte_data(addr,0x30,0xa2)
time.sleep(0.5)
while True:
i2c.write_byte_data(addr,0x2c,0x10)
data = i2c.read_i2c_block_data(addr,0x00,6)
if data == None:
raise Exception("读取错误")
else:
rawT = ((data[0]) << 8) | (data[1])
rawR = ((data[3]) << 8) | (data[4])
temp = -45 + rawT * 175 / 65535
RH = 100 * rawR / 65535
print (str(temp) +"C", str(RH) +"%")
time.sleep(1)

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使用RP2040 I2C从设备的时候，读取和返回结果如下：

因为没有实际测量，所以显示的为-45℃。

四、实际硬件数据读取
首先，连接SHT30，务必需要注意第一部分的说明，要上拉电阻。
连接后，具体如下：

实际读取的结果如下：

现在，可以在python程序中，通过I2C接口，读取SHT30的数据了。
在后续的开发中，还会将读取到的数据，融合到AIGC大模型中，进行实际场景的生成和展示。