实验十六 摇杆模块

实验十六 摇杆模块#

28-摇杆模块

🌟 项目简介#

你有没有玩过游戏手柄？手柄上的小摇杆轻轻一推，角色就能前后左右移动——它其实是一个“会说话的方向传感器”！本节课，我们将用 Keyes DIY 电子积木摇杆模块，让 Raspberry Pi Pico 听懂摇杆的语言：它往哪边推？有没有按下中间的按钮？通过读取 X 轴、Y 轴的模拟值和按钮（Z 轴）的开关状态，我们就能完整掌握摇杆的每一个动作！

⚙️ 工作原理#


摇杆模块内部藏着“两个可调电阻（电位器）+ 一个轻触开关”：

  • X轴电位器：左右摇动时，输出 0–65535 的电压值（对应 MicroPython 的 read_u16()）；

  • Y轴电位器：上下摇动时，同样输出 0–65535 的电压值；

  • Z轴按钮（B引脚）：默认未按下时为 低电平（0），按下后接通 VCC 变为 高电平（1） ——注意：这和普通按键模块逻辑相反哦！

✅ 小知识：Pico 的 ADC 引脚（如 GP26、GP27）能将模拟电压“翻译”成数字，范围是 0（0V）到 65535（3.3V），非常灵敏！

🧰 所需材料#

rpi_pico-smd_1_breadboard

KS3017 pico扩展板

KE4050

QQ图片20220426165725

USB线

Raspberry Pi Pico 板 ×1

Raspberry Pi Pico 扩展板 ×1

Keyes DIY 电子积木 摇杆模块 ×1

防反插 5Pin 杜邦线（母对母）×5

MicroUSB 数据线 ×1

🔌 接线图#

Untitled Sketch_bb

✅ 正确接线方式（请严格对照图连接）：

摇杆模块引脚

连接到 Pico 引脚

说明

VCC

VSYS 或 3.3V

供电（推荐 VSYS，更稳定）

GND

GND

共地

X

GP26（ADC0）

X 轴模拟信号

Y

GP27（ADC1）

Y 轴模拟信号

B（Z）

GP22

按钮数字信号（输入）

⚠️ 注意：摇杆模块的 B 引脚是“按下变高”，所以代码中直接读 .value() 即可，无需加 Pull.UP 或 Pull.DOWN。

💻 示例代码（MicroPython）#

# Keyes Starter Kit for Raspberry Pi Pico
# 实验16：摇杆模块
# 作者：创客教育团队

import machine
import utime

# 初始化引脚
button = machine.Pin(22, machine.Pin.IN)     # B引脚 → GP22，数字输入
x_axis = machine.ADC(26)                     # X引脚 → GP26，模拟输入
y_axis = machine.ADC(27)                     # Y引脚 → GP27，模拟输入

print("摇杆模块已启动！")
print("提示：摇动方向查看X/Y值变化，按下按钮看B值变为1")

while True:
    b_val = button.value()                    # 读取按钮状态：0=未按，1=按下
    x_val = x_axis.read_u16()                 # 读取X轴值（0~65535）
    y_val = y_axis.read_u16()                 # 读取Y轴值（0~65535）

    # 一行显示所有数据，便于观察
    print(f"按钮:{b_val}  X:{x_val}  Y:{y_val}")

    utime.sleep(0.1)  # 每0.1秒刷新一次，避免刷屏太快

📝 代码解析#

代码行

说明

button = machine.Pin(22, machine.Pin.IN)

将 GP22 设置为数字输入模式，用于检测按钮是否按下

x_axis = machine.ADC(26)

将 GP26 设置为模拟输入，读取 X 方向电压

x_axis.read_u16()

返回 0–65535 的整数（不是 0–1023！Pico ADC 是 16 位）

f"按钮:{b_val} X:{x_val} Y:{y_val}"

使用 f 字符串让打印更清晰易读（比 end=" " 更友好）

utime.sleep(0.1)

暂停 0.1 秒，防止串口输出太快看不清，也减轻 CPU 负担

💡 小技巧：静止时 X/Y 值通常在 32000–33000 左右（中点电压约 1.65V），向左推 X 变小，向右推 X 变大；向上推 Y 变小，向下推 Y 变大。

🌈 实验现象#

运行代码后，打开 Thonny 的 Shell（或串口监视器），你会看到类似这样的实时输出：

摇杆模块已启动！
提示：摇动方向查看X/Y值变化，按下按钮看B值变为1
按钮:0  X:32450  Y:32780
按钮:0  X:32448  Y:32782
按钮:1  X:32455  Y:32778   ← 此时按下了摇杆按钮！
按钮:0  X:18230  Y:32790   ← 向左推，X 值明显变小
按钮:0  X:32460  Y:8920    ← 向下推，Y 值明显变小

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✅ 成功标志：

  • 摇杆静止时 X/Y 值稳定在中间范围（≈32000–33000）；

  • 左/右/上/下推动时，对应数值明显增大或减小；

  • 按下按钮时，“按钮:” 后面的数字从 0 瞬间变成 1。

⚠️ 注意事项#

  • 🔌 电源选择：摇杆模块支持 3.3V–5V，但 Pico 的 3.3V 引脚带载能力较弱，强烈建议接 VSYS 引脚（即 USB 供电直出），避免模块工作异常；

  • 🧩 防反插线材：使用防反插 5Pin 杜邦线时，请确认颜色对应（红-VCC、黑-GND、绿-X、蓝-Y、黄-B），避免接错烧毁模块；

  • 🧹 接触不良排查：若数值跳变剧烈或始终为 0/65535，请检查杜邦线是否插紧、焊点是否虚焊、模块引脚有无氧化；

  • 🐍 代码上传后需重启：部分情况下需点击 Thonny 的「Stop/Restart backend」按钮，再运行，确保新代码生效。

🧠 扩展思维#

在本课摇杆实时数据显示的基础上，如果想让 Pico 根据摇杆方向控制一个 LED 的亮灭（比如：向上推灯亮，向下推灯灭），该怎样修改代码？