项目7 模拟交通灯

一、概述

交通灯我们经常能在路口上见到,已经习以为常,但是你知道它是如何工作的,如何实现交通灯的功能呢?接下来跟着我们来学习一下吧。

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二、项目实施

(1)驱动LCD显示屏

硬件准备:

主控:Arduino UNO、IO 传感器扩展板 V7.1

模块:1602LCD显示屏

连接线:TypeAtoB方口USB连接线

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  • 将1602LCD显示屏接入IIC接口

程序编写:

  1. 打开示例程序lcd1602.py,运行程序。(关于1602的示例程序有两个,一个是lcd1602.py一个是rgb1602.py,本项目使用的是单色背光的1062模块,所以使用lcd1602.py。打开pingpong库的官方文档,找到扩展库示例中的“1602显示屏”,并用IDLE打开。

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运行效果

显示屏上第一行显示hello world,第二行显示1234,在屏幕上滚动播放。

  1. 如果我们想要修改屏幕上的内容,还有文字显示的位置,我们可以根据内容进行调整。

# -*- coding: UTF-8 -*-
#实验效果:I2C LCD1602控制
#接线:使用windows或linux电脑连接一块arduino主控板,LCD1602显示屏接到I2C口SCL及SDA
import time
from pinpong.board import Board
from pinpong.libs.lcd1602 import LCD1602_I2C #从libs中导入lcd1602_i2c库

Board("uno").begin()               #初始化,选择板型(uno、leonardo、xugu)和端口号,不输入端口号则进行自动识别
#Board("uno","COM36").begin()      #windows下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/ttyACM0").begin() #linux下指定端口初始化
#Board("uno","/dev/cu.usbmodem14101").begin()   #mac下指定端口初始化

lcd = LCD1602_I2C(i2c_addr=0x20) #初始化LCD的I2C地址
print("I2C LCD1602 TEST...")

lcd.backlight(True)  #打开背光
lcd.clear()   #清屏

lcd.set_cursor(2,0)  #设置光标位置
lcd.print("Hello PinPong") #显示 "Hello PinPong",1602屏像素点少,不能显示汉字
lcd.set_cursor(6,1)  #设置光标位置
lcd.print(6666) #显示数字1234

while True:
    time.sleep(1)
    lcd.scroll_left() #滚动显示

(2)加入LED和倒计时

仔细回顾一下交通灯的灯光切换方式,在红灯时,倒计时结束会变为绿灯,当绿灯倒计时结束时会先切到黄灯几秒后再切换到红灯亮起,依据这个规律,我们让LCD显示倒计时秒数。

硬件准备:

主控:Arduino UNO、IO 传感器扩展板 V7.1

模块:1602LCD显示屏、红色黄色绿色LED模块

连接线:TypeAtoB方口USB连接线

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  • 将1602LCD显示屏接入IIC接口

  • 将红色LED灯模块接D13数字引脚、绿色LED灯模块接D11数字引脚、黄色LED灯模块接D7数字引脚

程序编写

import time
from pinpong.board import Board,Pin
from pinpong.libs.lcd1602 import LCD1602_I2C

Board("uno").begin()
ledR = Pin(Pin.D13,Pin.OUT)#初始化红灯引脚在D13
ledG = Pin(Pin.D11,Pin.OUT)#初始化绿灯引脚在D11
ledY = Pin(Pin.D7,Pin.OUT)#初始化黄灯引脚在D7
lcd = LCD1602_I2C(i2c_addr=0x20) #初始化LCD地址为0x20
lcd.backlight(True) #打开背光
lcd.clear()  #清屏

while True:
    for G in range(30,-1,-1):  #设置倒计时数值
        ledR.write_digital(0)
        ledG.write_digital(1)
        ledY.write_digital(0)
        lcd.set_cursor(7,1)  #设置光标位置
        lcd.print(G)  #让LCD显示倒计时数值
        time.sleep(1)
        lcd.clear()

    for Y in range(5,-1,-1):
        ledR.write_digital(0)
        ledG.write_digital(0)
        ledY.write_digital(1)
        lcd.set_cursor(7,1)
        lcd.print(Y)
        time.sleep(1)
        lcd.clear()

    for R in range(30,-1,-1):
        ledR.write_digital(1)
        ledG.write_digital(0)
        ledY.write_digital(0)
        lcd.set_cursor(7,1)
        lcd.print(R)
        time.sleep(1)
        lcd.clear()

三、代码分析

  1. 导入必要库和模块,参考之前使用过LED灯的案例加上本次使用的LCD屏所需的部分。

import time
from pinpong.board import Board,Pin
from pinpong.libs.lcd1602 import LCD1602_I2C
  1. 然后对需要用到的功能进行初始化设置。

Board("uno").begin()
ledR = Pin(Pin.D13,Pin.OUT)
ledG = Pin(Pin.D11,Pin.OUT)
ledY = Pin(Pin.D7,Pin.OUT)
lcd = LCD1602_I2C(i2c_addr=0x20)
lcd.backlight(True)
lcd.clear()
  1. 设置一段红灯的倒计时功能,另外两种灯用相同的方法设置。

for G in range(30,-1,-1):
    ledR.write_digital(0)
    ledG.write_digital(1)
    ledY.write_digital(0)
    lcd.set_cursor(7,1)
    lcd.print(G)
    time.sleep(1)
    lcd.clear()

for i in range()的作用:

range()是一个函数,for i in range()就是给 i 赋值,比如:

for i in range(30):

就是把0~30依次赋值给i,在程序中加入的

for i in range(30,-1,-1):

是将0~30的数值顺序倒序,按30~0的顺序赋值给i。

四、硬件分析

什么LCD1602?

LCD1602液晶显示器是广泛使用的一种字符型液晶显示模块。1602的意思是显示屏一行最多可以显示16个字符,一共有2行。

我们使用的是已经集成了控制驱动电路的成品模,通过iic接口与主控板连接。

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