应用树莓派GPIO完成智能红绿灯系统

树莓派GPIO的应用---------智能红绿灯系统

一：树莓派、Python简介
1，树莓派： Raspberry Pi(中文名为“树莓派”,简写为 RPi，)是为学生计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的卡片式电脑，其系统基于 Linux。树莓派自发布以来受到了广大创客以及教育从业者的青睐，更是由于便携、可拓展性强并拥有相对强大的功能，在电子、编程爱好者中得到了广泛的应用。现在最常用的型号为3B+型，并且在2019年6月更是发布了树莓派4代，拥有更强的功率以及拓展功能。下图为树莓派4代配置。

2，Python：面向对象的解释型计算机程序设计语言，语法简洁清晰，有丰富和强大的库，适用于Web开发和爬虫，同时因为语法简单，可用于青少年编程学习。

二：原理
1，树莓派GPIO
GPIO（General Purpose I/O Ports）意思为通用输入/输出端口，通俗地说，就是一些引脚，可以通过它们输出高低电平或者通过它们读入引脚的状态（是高电平或是低电平）。GPIO是个比较重要的概念，可以通过GPIO口和硬件进行数据交互，控制硬件工作(如LED、蜂鸣器等),读取硬件的工作状态信号（如开关）等。
2，发光二极管原理
发光二极管两端分别为阴极和阳极，阳极（引脚长一点）接VCC，阴极接GND，能点亮发光二极管。

3，数码管原理
数码管大体分为七位数码管和八位数码管（区别在于有没有小数点位），数码管可以看成由多个发光二极管组成，同时控制不同的发光二极管工作。
当前实验为5161AS数码管~

4，开关原理
普通机械式开关，按下去连通，松开手后断开连接。通过上拉和下拉电阻控制检测端的高低电平。
如下图所示：上半部分为上拉电阻接法，PIN为检测端，开关不按下去检测到高电平，开关按下去检测到低电平；下半部分为下拉电阻接法，PIN为检测端，开关不按下去检测到低电平，开关按下去检测到高电平。

三、代码及概览图

import RPi.GPIO as GPIO
import timeLED_R = 17  # PGIO  P17
LED_G = 27  #P27
LED_Y = 22  #p22KEY = 26    #P26PIN = [5,6,13,19,12,16,20,21]
#      a b  c  d  e  f  g  dp
num1 = [6,13]                 #number1
num2 = [5,6,19,12,20]
num3 = [5,6,13,19,20]
num4 = [6,13,16,20]
num5 = [5,13,19,16,20]
num6 = [5,13,19,12,16,20]
num7 = [5,6,13]
num8 = [5,6,13,19,12,16,20]
num9 = [5,6,13,19,16,20]
num0 = [5,6,13,19,12,16]
PINS = [num0,num1,num2,num3,num4,num5,num6,num7,num8,num9]GPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setup(LED_R,GPIO.OUT)     #set LED_R (P17) as OUT
GPIO.setup(LED_G,GPIO.OUT)
GPIO.setup(LED_Y,GPIO.OUT)GPIO.setup(KEY,GPIO.IN)        #set KEY (P26) as INON = True
for g in PINS:GPIO.setup(g,GPIO.OUT)try:while(True):GPIO.output(LED_R,not ON)        #Reset all LEDGPIO.output(LED_G,not ON)GPIO.output(LED_Y,not ON)GPIO.output(LED_R,ON)        #set LED red ON,number nine to zerofor i in range(10):GPIO.output(PINS[9-i],ON)for j in range(10):if (GPIO.input(KEY) == True):        #if  button is pressed ,LED green ON and red offGPIO.output(LED_G,ON)GPIO.output(LED_R,not ON)time.sleep(3)GPIO.output(LED_G,not ON)GPIO.output(LED_R,ON)time.sleep(0.1)GPIO.output(PINS[9-i],not ON)GPIO.output(LED_R,not ON)GPIO.output(LED_Y,ON)        #set LED yellow ON,number three to zerofor i in range(3):GPIO.output(PINS[2-i],ON)time.sleep(1)GPIO.output(PINS[2-i],not ON)GPIO.output(LED_Y,not ON)GPIO.output(LED_G,ON)     #set LED green ON,number five to zerofor i in range(6):GPIO.output(PINS[5-i],ON)time.sleep(1)GPIO.output(PINS[5-i],not ON)GPIO.output(LED_G,not ON)
finally:GPIO.cleanup()

四、实现的功能
1，红绿灯功能：红色、黄色、绿色发光二极管循环亮，红灯9秒，黄灯三秒，绿灯5秒。灯亮期间数码管倒计时显示数字。
2，按钮功能：在红色灯期间可以按下按钮开关，按下一次后，红色灯关闭，暂停倒计时；同时绿色灯亮，持续三秒钟，三秒钟后红色灯亮，并继续倒计时。

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