Traffic-lights

电路连接

【元件实物图】

• 图1为Button，按钮的状态控制SIG引脚的电平值。
• 图2为RGB灯，有三种颜色：R-red、G-green、B-blue。三种颜色需由不同的GPIO引脚控制
• 图3为连接好按钮、RGB灯的树莓派

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【GPIO引脚连线图】

【模拟连线图】

为了方便连接，RGB LED灯的三个引脚接GPIO 2、3、4，GND接GND。按钮的SIG引脚接GPIO 17， GND接GND。

代码实现

算法设计流程图

python环境配置

1. 在Vscode中使用SSH连接树莓派

2. 按Ctrl+Shift+~调用bash

3. 在命令行中输入pip -m venv myenv创建虚拟环境，其中myenv是自定义的虚拟环境名称

4. 在命令行中输入source myenv/bin/activate激活虚拟环境

5. 在本次实验中需要安装以下包：

   激活虚拟环境后输入以下命令安装包
   pip install gpiozero 
   pip install rpi-gpio
   pip install lgpio
   

6. 在命令行中输入deactivate退出虚拟环境

三色呼吸灯实现

为了实现呼吸灯，首先需要控制灯的亮度实现渐变。TrafficLights类提供参数pwm，使用PWM 调光实现亮度的渐变。PWM调光的原理如下图所示。通过占空比来改变电子元件的功率。

因此可以写出代码如下，实现效果为：RGB灯以红、绿、蓝的颜色顺序循环呼吸，每个颜色呼吸3秒

# 呼吸灯效果函数
def breathe():
    while breathing:
        red_led.on()
        red_led.pulse()
		sleep(3)
        red_led.off()

        green_led.on()
        green_led.pulse()
		sleep(3)
        green_led.off()


        blue_led.on()
        blue_led.pulse()
		sleep(3)
        blue_led.off()

breathe()

三色呼吸灯+按钮控制

加入按钮后。设置了一个布尔类型的breathing作为标志。当每次按下button的时候，调用button_pressed函数，当此时breathing为False，也就是当时没有在呼吸时，将breathing设为True，并调用breathe函数开始呼吸；当此时breathing为True，也就是当时在呼吸时，将breathing设为False，此时breathe函数内部每0.1秒检查一次breathing的值，此时检查为False则停止呼吸。循环进行，直到下一次按按钮。

实现效果为：

• 第一次按按钮，RGB开始以红、绿、蓝的顺序开始呼吸
• 第二次按按钮，呼吸停止
• 反复循环直至Ctrl+C退出程序

# 是否处于呼吸状态的标志
breathing = False

# 按钮按下时的处理函数
def button_pressed():
    global breathing, breathe_thread
    print(breathing)
    # 创建并启动一个新线程来监视breathing变量的状态
    if breathing==False:
        # 如果不处于呼吸状态，则开始呼吸灯效果
        breathing = True
        # 创建并启动一个新线程来执行呼吸灯效果
        breathe_thread = Thread(target=breathe)
        breathe_thread.start()
        
    else:
        # 否则停止呼吸灯效果
        breathing = False
        red_led.off()
        green_led.off()
        blue_led.off()
# 呼吸灯效果函数
def breathe():
    while breathing:

        red_led.on()
        red_led.pulse()
        for i in range(30):
            sleep(0.1)
            if not breathing:
                return
        red_led.off()
		...

# 创建按钮对象，代表控制按钮
button = Button(12,bounce_time=0.2)
while(True):
    # 当按键被按下时调用button_pressed函数
    button.when_pressed= button_pressed
    # 进入暂停模式，等待中断信号
    pause()