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[9930] 2016-03-20_【极客大讲堂】如何用树莓派控制交通红绿灯？

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2016-03-20_【极客大讲堂】如何用树莓派控制交通红绿灯？ 【 极 客 大 讲 堂 】 如 何 用 树 莓 派 控 制 交 通 红 绿 灯 ？ 极 客 小 默   F r e e B u f   2 0 1 6 - 0 3 - 2 0 涉 及 硬 件 ： 涉 及 硬 件 ： 树 莓 派 以 及 相 关 套 件 、 L E D 红 绿 灯 涉 及 知 识 ： 涉 及 知 识 ： 电 路 实 验 板 、 C a n a K i t 当 准 备 好 以 上 ， 我 们 就 可 以 开 始 啦 。 使 用 树 莓 派 进 行 L E D 原 型 控 制 。 首 先 要 明 白 的 是 ， 接 入 所 有 的 电 线 、 电 阻 器 以 及 工 具 包 附 带 的 指 示 灯 需 要 谨 慎 操 作 ， 毕 竟 如 果 你 设 置 操 作 不 当 将 有 可 能 损 坏 你 的 硬 件 。 为 了 简 化 与 树 莓 派 和 L E D 的 接 触 ， 也 为 了 方 便 编 写 控 制 代 码 ， 我 决 定 编 写 一 个 叫 做 P i 交 通 灯 的 小 玩 意 ， 这 是 用 树 莓 派 控 制 L E D 的 第 一 步 。
有 了 这 个 “ 红 绿 灯 ” 之 后 ， 你 要 做 的 就 只 是 把 这 个 小 装 置 直 接 插 到 树 莓 派 的 G P I O 接 口 上 。 你 不 需 要 担 心 连 接 到 线 路 板 的 导 线 是 否 正 确 ， 也 不 需 要 费 心 思 寻 找 与 L E D 匹 配 的 电 阻 ， 更 不 用 搞 清 楚 线 路 板 上 哪 里 是 正 极 哪 里 是 负 极 。 在 默 认 设 置 下 ， P i 交 通 灯 是 被 标 记 在 G P I O 第 1 0 、 9 、 1 1 和 G N D 这 几 个 接 口 上 的 ， 这 几 个 接 口 在 P i 设 置 上 都 是 紧 挨 着 的 。 但 是 在 后 来 版 本 的 树 莓 派 中 ， 这 几 个 接 口 都 是 在 G P I O 的 中 间 位 置 ， 这 就 有 点 不 好 办 了 （ 万 一 视 力 不 好 或 是 光 纤 太 暗 ， 那 就 很 难 看 清 了 ） 。 我 一 般 会 把 我 自 己 的 P i 交 通 灯 插 在 1 3 、 1 9 、 2 6 号 G P I O 接 口 和 G N D 接 口 上 ， 这 样 操 作 起 来 会 容 易 得 多 。 在 插 好 这 些 接 口 之 后 ， 你 就 可 以 打 开 树 莓 派 ， 然 后 编 写 一 些 代 码 来 控 制 L E D 了 。 在 这 篇 文 章 中 ， 我 会 写 一 些 示 例 。 第 一 个 例 子 ， 我 是 用 了 P y t h o n 来 读 取 树 莓 派 的 C P U 使 用 率 ， 通 过 R P i . G P I O 库 来 显 示 红 、 黄 、 绿 三 种 L E D 灯 。 原 理 原 理 如 果 如 果 C P U 负 载 低 于 负 载 低 于 5 0 % ， 会 显 示 绿 灯 ； 在 ， 会 显 示 绿 灯 ； 在 5 0 % 到 到 9 0 % 之 间 ， 显 示 黄 灯 ； 高 于 之 间 ， 显 示 黄 灯 ； 高 于 9 0 % 就 会 显 示 红 灯 。 也 设 计 了 异 常 处 理 程 就 会 显 示 红 灯 。 也 设 计 了 异 常 处 理 程 序 ， 只 要 按 下 序 ， 只 要 按 下 C t r l + C 就 可 以 退 出 程 序 ， 这 样 所 有 的 灯 都 不 会 亮 。 就 可 以 退 出 程 序 ， 这 样 所 有 的 灯 都 不 会 亮 。 这 样 设 计 的 原 因 和 意 图 只 有 一 个 ， 那 就 是 通 过 这 个 交 通 灯 提 醒 你 树 莓 派 对 C P U 的 使 用 率 。 # ! / u s r / b i n / e n v   p y t h o n #   t o   u s e   w i t h   P i   T r a f f i c   L i g h t   i m p o r t   R P i . G P I O   a s   G P I O i m p o r t   p s u t i l G R E E N   =   2 6 Y E L L O W   =   1 3 R E D   =   1 9   #   P i n   S e t u p : G P I O . s e t m o d e ( G P I O . B C M )       #   B r o a d c o m   p i n - n u m b e r i n g s c h e m e . G P I O . s e t w a r n i n g s ( F a l s e ) G P I O . s e t u p ( G R E E N ,   G P I O . O U T ) G P I O . s e t u p ( Y E L L O W ,   G P I O . O U T ) G P I O . s e t u p ( R E D ,   G P I O . O U T ) t r y :       w h i l e   ( 1 ) :             c p u _ p c   =   p s u t i l . c p u _ p e r c e n t ( i n t e r v a l = 2 )
            p r i n t   ' C P U :   % d % % '   %   ( c p u _ p c )             i f   c p u _ p c   < =   5 0 :                   G P I O . o u t p u t ( R E D ,   F a l s e )                   G P I O . o u t p u t ( Y E L L O W ,   F a l s e )                   G P I O . o u t p u t ( G R E E N ,   T r u e )             i f   5 0   <   c p u _ p c   <   9 0 :                   G P I O . o u t p u t ( G R E E N ,   F a l s e )                   G P I O . o u t p u t ( R E D ,   F a l s e )                   G P I O . o u t p u t ( Y E L L O W ,   T r u e )             i f   c p u _ p c   > = 9 0   :                   G P I O . o u t p u t ( G R E E N ,   F a l s e )                   G P I O . o u t p u t ( Y E L L O W ,   F a l s e )                   G P I O . o u t p u t ( R E D ,   T r u e ) e x c e p t   K e y b o a r d I n t e r r u p t :         p r i n t   " G o o d   b y e "         G P I O . o u t p u t ( G R E E N ,   F a l s e )         G P I O . o u t p u t ( Y E L L O W ,   F a l s e )         G P I O . o u t p u t ( R E D ,   F a l s e ) 第 二 个 例 子 相 比 第 一 个 而 言 简 单 很 多 ， 在 某 种 程 度 上 也 有 趣 很 多 ， 因 为 我 使 用 了 S c r a t c h 来 控 制 L E D 。 它 是 一 种 免 费 的 v i s u a l 程 序 设 计 语 言 ， 允 许 程 序 员 用 它 来 创 建 互 动 游 戏 、 故 事 和 动 画 。 它 最 初 由 麻 省 理 工 学 院 开 发 ， 作 为 一 种 面 向 儿 童 的 编 程 概 念 ， 现 在 已 经 取 得 了 巨 大 成 功 。 为 了 使 得 S c r a t c h 与 树 莓 派 的 G P I O 接 口 建 立 联 系 ， 你 首 先 要 做 的 是 就 是 打 开 这 个 程 序 ， 进 入 编 辑 界 面 ， 选 择 启 动 G P I O 服 务 器 。 然 后 你 就 可 以 使 用 广 播 块 来 分 辨 你 想 要 使 用 的 G P I O 接 口 了 。 在 上 面 的 截 图 中 ， 这 两 个 广 播 块 分 别 指 向 c o n f i g 1 9 o u t 和 g p i o 1 9 o n 。 而 G P I O   1 9 指 向 的 就 是 红 色 L E D 灯 。 关 于 如 何 将 S c r a t c h 连 接 到 G P I O 接 口 ， 可 以 点 击 此 处 此 处 了 解 更 多 信 息 。
最 后 ， 如 果 你 不 擅 长 操 作 这 些 电 子 设 备 ， 我 希 望 这 篇 关 于 P i 交 通 灯 的 简 介 可 以 让 你 对 树 莓 派 更 加 感 兴 趣 。 如 果 有 人 想 要 学 习 怎 样 编 写 代 码 ， 我 希 望 使 用 S c r a t c h 可 以 让 事 情 变 得 更 加 有 趣 ， 就 像 用 它 控 制 L E D 灯 那 样 。 * 参 考 来 源 ： o p e n s o u r c e ， F B 小 编 极 客 小 默 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f 黑 客 与 极 客 （ F r e e B u f . C O M ） 阅 读 原 文
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