Raspberry Pi Zero

洪嵐峰

製作 Raspberry Pi Zero 多通道示波器
需要以下零件：

Raspberry Pi Zero
GPIO 擴展板
10K 歐姆電阻器
100nF 陶瓷電容
220uF 電解電容
1N4148 二極管
10M 歐姆電阻器
0.1uF 陶瓷電容
2.2K 歐姆電阻器
1K 歐姆電阻器
電位計（可變電阻）
4.7K 歐姆電阻器
3.5mm 音頻插孔
杜邦線
以下是連結腳位的圖表：

Raspberry Pi Zero        GPIO 擴展板
3.3V        VCC
GND        GND
GPIO2        CH1
GPIO3        CH2
GPIO4        CH3
GPIO14        CLK
GPIO15        DAT

以下是示波器的程式碼：

python

import RPi.GPIO as GPIO
import spidev
import time
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# Set up GPIO pins
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(2, GPIO.IN)
GPIO.setup(3, GPIO.IN)
GPIO.setup(4, GPIO.IN)

# Set up SPI
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)
spi.max_speed_hz = 500000

# Set up variables
samples = 1000
interval = 0.001
times = np.arange(0, samples * interval, interval)

# Read data from SPI
def read_spi(channel):
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    data = ((adc[1] & 3) << 8) + adc[2]
    return data

# Read data from channels
def read_channel(channel):
    values = []
    for i in range(samples):
        value = read_spi(channel)
        values.append(value)
        time.sleep(interval)
    return values

# Plot data from channels
def plot_channels():
    ch1_values = read_channel(0)
    ch2_values = read_channel(1)
    ch3_values = read_channel(2)

    plt.plot(times, ch1_values, 'r')
    plt.plot(times, ch2_values, 'g')
    plt.plot(times, ch3_values, 'b')

    plt.title('Multi-Channel Oscilloscope')
    plt.xlabel('Time (s)')
    plt.ylabel('Voltage (mV)')
    plt.legend(['CH1', 'CH2', 'CH3'])

    plt.show()

# Main loop
while True:
    plot_channels()

這個程式碼會讀取 GPIO 引腳上的模擬數據，並使用 SPI 通訊協議將其傳輸到 Raspberry Pi Zero 上。
然後，它將數據繪製成三個通道的波形圖。